风力新利用

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-05
风能的利用

图片 http://www.pep.com.cn/200406/ca446599.htm

http://pic.people.com.cn/GB/42592/3769732.html
制造风能机械,利用风力发电是风能利用的两项主要内容。风力发动机是一种把风能变成机械能的能量转化装置。如图1-4所示,风力发动机由5部分组成:

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(1)风轮。风轮由二个或多个叶片组成,安装在机头上,是把风能转化为机械能的主要部件。

(2)机头。机头是支承风轮轴和上部构件(如发电机和齿轮变速器等)的支座,它能绕塔架中的竖直轴自由转动。

(3)机尾。机尾装于机头之后,它的作用是保证在风向变化时,使风轮正对风向。

(4)回转体。回转体位于机头底盘和塔架之间,在机尾力矩的作用下转动。

(5)塔架。塔架是支撑风力发动机本体的构架,它把风力发动机架设在不受周围障碍物影响的高空中。

根据风轮叶片的数目,风力发动机分为少叶式和多叶式两种。少叶式有2~4个叶片,具有转速高,单位功率的平均质量小,结构紧凑的优点;常用在年平均风速较高的地区。是目前主要用作风力发电机的原动机。其缺点是启动较为困难。多叶式一般有4~24个叶片,常用于年平均风速低于3~4米/秒的地区;具有易启动的优点,因此利用率较高。由于转速低,多用于直接驱动农牧业机械。

风力发动机的风轮与纸风车转动原理一样,但是,风轮叶片具有比较合理的形状。为了减小阻力,其断面呈流线型。前缘有很好的圆角,尾部有相当尖锐的后缘,表面光滑,风吹来时能产生向上的合力,驱动风轮很快地转动。对于功率较大的风力发动机,风轮的转速是很低的,而与之联合工作的机械,转速要求较高,因此必须设置变速箱,把风轮转速提高到工作机械的工作转速。风力发动机只有当风垂直地吹向风轮转动面时,才能发出最大功率来,由于风向多变,因此还要有一种装置,使之在风向变化时,保证风轮跟着转动,自动对淮风向,这就是机尾的作用。风力发动机是多种工作机械的原动机。利用它带动水泵和水车,就是风力提水机;带动碾米机,就是风力碾米机;此类机械统称为风能的直接利用装置。带动发电机的就叫风力发电机。它们均由两大部分组成,一部分是风力发动机本体和附件,是把风能转化为机械能的装置;另一部分是电气部分,包括发电机及电气装置,把机械能转化为电能,并可靠地提供给用户。小风力发电机的容量不大,功率一般从几瓦到几千瓦,大都具有结构简单,搬运方便的优点。按风力发动机与发电机的连接方式分,有变速连接的和直接连接的两种。

在风能的利用中,蓄能是一个重要的问题。特别是对于风力发电,在很大程度上,其生命力由蓄能装置(如蓄电池)的可靠程度来决定。有了蓄能装置,在有风的时候,把多余的能量储存起来;在无风时,输出应用。各种蓄能方式的研究是风能利用的一个急待解决的重要任务。


在自然界的能源中,风能是极其丰富的。据粗略估计,近期可以利用的风能总功率约为106~107兆瓦,这个数值比全世界可以利用的水力资源大10倍。但是,这笔巨大的自然财富还有待人类去大力开发。

我国是利用风能最早的国家。早在2000多年以前,利用风力驱动的帆船已经在江河中行驶,明代开始应用风力水车灌溉农田,并且出现了用于农产品加工的风力机械。

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风轮机可以分为水平轴和垂直轴两大类。



图8-2是一种水平轴风轮机。高高的机架上装着一个可以在水平方向转动的工作台,台面上有发电机。台架的尾部装有一个尾舵,它靠风力来回转动,让风轮总是迎风转动。巨大的风轮叶片有十几米长,转动起来的力量是很大的。

在丹麦日德兰半岛北部的奥尔堡,有一座巨大的风车。安装风车和发电设备的钢筋混凝土塔有13层楼高,塔顶直径3米,塔底直径6米。风车的叶片长27米,一个叶片就有5吨重。在风力推动下,巨大的风车每分钟转40转。风车后边的雪茄烟形状的机舱里安放着发电机,它每年可发电400万千瓦时。

这座巨大的风力发电机,是一所中学、一所师范大学和一所“旅行大学”的教师和学生筹资建成的,没有向政府和工业界要一分钱。工程设计、建造以及部分零件的制造,都是数百名学生和教师一起完成的,只聘请了4位工程师和专家作指导。这是世界上业余爱好者制作的最大的风车。

垂直轴的风轮机,也叫中国式风轮机,它的“祖先”是立帆式风轮机,诞生在我国北方沿海一带,估计是在宋朝时出现的。这种风轮机的轴与风向大体垂直,是竖直向上的,风帆总是朝一个方向转动。



图8-3是我国研制的垂直轴风轮机示意图,竖直的轴在风吹时转动,带动下部的发电机发电。这种风力发电站是大有发展前途的。

我国适合风力发电的区域非常广阔,特别是东南沿海和西北草原地区。这些区域的年平均风速分别达到6~8米/秒和4~6米/秒,具有相当大的开发、利用价值。

我国科技人员在七五计划期间,进行风能利用的攻关。研制了6种百瓦级、4林千瓦级和4种10千瓦级风力发电机组,使我国风力机系列55千瓦级以下品种基本齐全,性能和质量有了新的提高。主要性能指标均达到国际先进水平。其中研制的两台55千瓦发电机组,已在山东长岛安装,部分性能指标达到国外样机的水平。研制的5种风力提水机组,其中FDG-7型大流量风力提水机组,是我国目前功率最大的风力提水机组,在低扬程大流量风力提水机类型中,处于国内外领先地位。

《物理世界》第二册

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因为它主要的能源来源就是自然界的风,风力电场不会产生空气污染和温室气体。但不可否认的是,任何形式的能源利用均会对环境产生或多或少的影响,风能也不例外。相比其它一次性能源对环境所产生影响,风能却真正做到了绿色环保。

这。。。。羊毛出在羊身上啊!
你先得明白一个道理:风力发电,是需要能量输入的。如果你站在地球上,天空中的风是免费的,它吹到风机叶片上,推动叶片做功,从而发电。说白了,就是风机阻挡风,使风速降低,从而将风的动能转化为电能。但是由于大自然有源源不断的输入,所以风在不断的产生,遇到风机被不断的消耗,又被大自然从新产生(风的产生是来自太阳的热量,即太阳加热地球,但各地性能不同,如海洋,森林,沙漠的导热性等物理属性不均匀,造成空气流动)。因此,风能也需要输入,即太阳能。
记住:风力发电机就是一个风阻,阻风才能发电。
汽车运行中的风,是由于发动机牵引汽车,导致汽车相对空气运动而产生的,不是免费获得的。如果用这个风来带动汽车上的风机,那么风机要发电,势必需要阻挡风,同样要阻风才能发电;如果风受阻,就会风力变弱;如果要保持风力不变,就需要汽车额外做功来弥补这个阻力,因此,风机发电的同时,也需要汽车增加输出来产生风(否则车速降低,风变小),最后的结果就是油耗增加。
综上,能量不是平白产生的。汽车运行的风发电,其实就是用汽油发电。试想,没有汽油输入带动发电机,汽车停了,哪儿来的风?哪儿来的电?

  • 风能资源利用情况是怎样的?
    答:目前风能资源利用的主要形式主要分为以下四个方面。1.风帆助航 风能利用已有数千年的历史,最早的利用方式是“风帆行舟”,利用风力使船只在海面上航行,如图7.10所示。哥伦布、麦哲伦以及中国的郑和等的远洋航行使用的船只都是帆船。在现代,随着电子计算机和自动化技术的发展,用计算机自动控制风帆的操纵及...
  • 人们利用风做哪些事情
    答:一、风力提水。风力提水从古至今一直得到较普遍的应用。二、风力发电。利用风力发电已越来越成为风能利用的主要形式,受到各国的高度重视,而且发展速度最快。三、风帆助航。在机动船舶发展的今天,为节约燃油和提高航速,古老的风帆助航了得到了发展。四、风力制热。随着人民生活水平的提高,家庭用能中热能...
  • 风能利用有哪些?
    答:荷兰号称风车之国,各种各样,以风格迥异,大小不一的风车,坐落于荷兰国境内,但是荷兰境内的风车不是为了装饰好看,也不是为了发电,他们是为了抽去水力,他们用这些水力去灌溉庄稼,也会自己饮用,或去排洪抗灾。其实这些在中国也很常见,例如古代的风力水车,都是对于风能的最早的一批利用。除了提供水利...
  • 简述风能开发利用方式。
    答:【答案】:答案:目前,风能的利用主要有4种基本形式。一、风力发电风力发电是目前应用较为广泛的形式,它的发展趋势主要有三种:1、发电功率逐渐增大,陆地上现在使用的单机发电量己经达到2MW, 随着科技的发展与成熟,其发嘷量将会越来越大;2、从每个用户一 台单机发展到集体联网供电,随着风力发电...
  • 如何让风为我们工作?
    答:利用风力进行通风与冷却:在建筑物中合理设置通风口和窗户,利用自然风力实现通风和冷却效果。可以通过调整建筑物的朝向和设计风道等方式,最大程度地利用自然风力。利用风作为动力源:在一些特定的场景下,可以利用风作为动力源,例如利用风推动帆船、风力车等。这种方式可以用于交通运输、农业、旅游等领域。利...
  • 农村风能开发与利用内容简介
    答:在《新农村新能源丛书》中,有一本专门探讨风能开发与利用的书籍,名为《农村风能开发与利用》。该书首先为读者详细解读了风能的基础知识,帮助大家理解这种自然能源的基本特性和工作原理。随着全球能源危机的加剧和环境问题的日益严重,人们开始深刻认识到开发清洁、可再生的能源对于环境保护的重要性。风能,...
  • 风力新利用
    答:这。。。羊毛出在羊身上啊!你先得明白一个道理:风力发电,是需要能量输入的。如果你站在地球上,天空中的风是免费的,它吹到风机叶片上,推动叶片做功,从而发电。说白了,就是风机阻挡风,使风速降低,从而将风的动能转化为电能。但是由于大自然有源源不断的输入,所以风在不断的产生,遇到风机被...
  • 人们利用风的方式有哪些
    答:风力发电、风车取水灌溉、利用风散热、帆船利用风航行、装饰物如风铃等、滑翔机的飞行等。风力发电是指把风的动能转为电能。风是一种没有公害的能源,利用风力发电非常环保,且能够产生的电能非常巨大,因此越来越多的国家更加重视风力发电。风力水车包括风车和水车两部分。风车将风能传递给水车,然后由水车...
  • 利用风能发电,有什么好处?
    答:优点:1. 清洁无污染,环境效益显著;2. 资源再生,永不枯竭;3. 建设周期短,可在陆地上或海上部署;4. 装机规模灵活,运行维护成本低。风力发电是将风的动能转换为电能的过程。全球风能蕴藏量约为2.74×10^9兆瓦,可利用的风能达到2×10^7兆瓦,这比地球上的水能总量还要大10倍。作为一种清洁...
  • 新时代的“古老”能源——风能是如何利用的?
    答:任何东西都不能像‘绿鸟’一样成为这个历史分水岭的标志。未来汽车并不使用化石燃料作为动力,而是使用类似风能这样的可再生能源,在今后20年,风能将是一种主要新能源,驾驶风力汽车也将不再是一个难以实现的梦想。”2009年,北京官厅风电场一期工程最后10台风机正式并网发电。这标志着北京地区风能开发利...