風(fēng)力發(fā)電基本知識(shí)

風(fēng)力發(fā)電基本知識(shí)一、風(fēng)力發(fā)電的基本原理：風(fēng)力發(fā)電是指通過(guò)捕捉風(fēng)能轉(zhuǎn)化機(jī)械動(dòng)能再轉(zhuǎn)化為電能，利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)，當(dāng)風(fēng)吹向葉片時(shí)驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，以氣流的機(jī)械動(dòng)能推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，即完成整個(gè)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程，其中物理原理為電磁感應(yīng)定律。二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要構(gòu)成：發(fā)電機(jī)的核心部分可簡(jiǎn)要分成三大部分，分別是風(fēng)輪葉片，發(fā)電機(jī)艙和塔筒塔架。1、風(fēng)輪部分（葉片、輪轂鑄件、變槳軸承、導(dǎo)流罩）。風(fēng)輪是由3個(gè)葉片構(gòu)成，對(duì)于葉片材料有著重量輕、強(qiáng)度高等要求，主要由基體、增強(qiáng)材料（玻璃纖維、碳釬維、芯材以及特殊涂層）組成。葉片是影響整機(jī)發(fā)電效率和性能的關(guān)鍵部件，在風(fēng)電整機(jī)組成成本中占比也是最高，約為23.58%。2、輪轂（鑄件）。輪轂用以固定風(fēng)輪的葉片，其作用是以可旋轉(zhuǎn)的方式承載葉片（及葉片的變槳軸承等風(fēng)機(jī)組件）以產(chǎn)生電能。由于葉片的重量較大以及需要考慮到極端風(fēng)力情況，輪轂需要根據(jù)每個(gè)風(fēng)機(jī)的由輪轂承載的風(fēng)機(jī)組件的實(shí)際負(fù)載情況進(jìn)行設(shè)計(jì)和定制，部分輪轂的損壞可能導(dǎo)致必須再次個(gè)性化地單獨(dú)制造這樣的輪轂。3、變槳軸承。變槳軸承安裝于葉片和輪轂之間，內(nèi)、外圈通過(guò)螺栓分別與葉片和輪轂聯(lián)結(jié)，使葉片可以相對(duì)其軸線旋轉(zhuǎn)以達(dá)到變槳的目的。4、齒輪箱。當(dāng)風(fēng)吹過(guò)風(fēng)輪葉片使葉片進(jìn)行低速旋轉(zhuǎn)，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速很低無(wú)法產(chǎn)生強(qiáng)效的機(jī)械能，這個(gè)時(shí)候就需要依靠齒輪箱變速來(lái)實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速，將齒輪箱高轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的機(jī)械動(dòng)能轉(zhuǎn)遞到發(fā)電機(jī)內(nèi)部從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電。齒輪箱的故障率較高，維修成本高昂，維修過(guò)程中涉及到吊裝和運(yùn)維，其成本有時(shí)甚至?xí)^(guò)齒輪箱的價(jià)值。（直驅(qū)風(fēng)機(jī)不適用齒輪箱）5、發(fā)電機(jī)。是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能再轉(zhuǎn)換為電能的一種設(shè)備，理論上風(fēng)機(jī)最多只能提取風(fēng)能中59%的能量，現(xiàn)今正在運(yùn)作的風(fēng)力發(fā)電機(jī)所能達(dá)到的極限約為40%，大多數(shù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)際效率范圍在20%至40%之間。6、主軸及主軸承座。風(fēng)電的主軸及主軸承座在征整機(jī)中用于聯(lián)接風(fēng)輪葉片與齒輪組，將葉片轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)遞到齒輪箱中。7、制動(dòng)器。風(fēng)力發(fā)電過(guò)程中風(fēng)速并不是越大越好，當(dāng)風(fēng)機(jī)頂端的風(fēng)速測(cè)量設(shè)備檢測(cè)到風(fēng)速過(guò)高時(shí)，則會(huì)通過(guò)電子傳感器啟動(dòng)前端的制動(dòng)器制止葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，避免出現(xiàn)由于風(fēng)速過(guò)高導(dǎo)致葉片脫落損毀等問(wèn)題。8、風(fēng)速和風(fēng)向計(jì)量設(shè)備。安裝與風(fēng)力發(fā)電機(jī)頂部，用于實(shí)時(shí)測(cè)量風(fēng)速風(fēng)向等數(shù)據(jù)。9、機(jī)艙控制站。機(jī)艙控制站采集機(jī)組傳感器測(cè)量的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速以及環(huán)境參數(shù)等信號(hào)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線和機(jī)組主控制站通訊，主控制器通過(guò)機(jī)艙控制機(jī)架以實(shí)現(xiàn)機(jī)組的偏航、解纜等功能，此外還對(duì)機(jī)艙內(nèi)各類(lèi)輔助電機(jī)、油泵、風(fēng)扇進(jìn)行控制以使機(jī)組工作在最佳狀態(tài)。10、變槳系統(tǒng)。變槳系統(tǒng)是變速恒頻風(fēng)電機(jī)組的重要組成部分，大型MW級(jí)以上風(fēng)電機(jī)組通常采用液壓變槳系統(tǒng)或電動(dòng)變槳系統(tǒng)，其功能是在額定風(fēng)速附近，依據(jù)風(fēng)速的變化實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)葉片角度，控制吸收的機(jī)械能，在保證獲得最大能量（與額定功率對(duì)應(yīng)）前提下，減少風(fēng)力對(duì)風(fēng)電機(jī)組的沖擊；在停機(jī)時(shí)，變槳系統(tǒng)將槳葉調(diào)整到順槳位置，實(shí)現(xiàn)空氣動(dòng)力學(xué)制動(dòng)剎車(chē)，使風(fēng)電機(jī)組安全停運(yùn)。11、偏航系統(tǒng)和偏航馬達(dá)。偏航系統(tǒng)的功能就是跟蹤風(fēng)向的變化，通過(guò)偏航馬達(dá)驅(qū)動(dòng)機(jī)艙圍繞塔架中心線旋轉(zhuǎn)，使風(fēng)輪掃掠面與風(fēng)向保持垂直，從