26风能发电
风力发电原理
水平轴力风机图
3、垂直轴风力机
特点:凡风轮转轴与地面呈垂直状态的风力 机叫垂直抽风力机。
形式有:如s型、H型、Ф型等。 应用:虽然目前垂直轴风力机尚未大量商品
化,但是它有许多特点,如不需大型塔架、 发电机可安装在地面上、维修方便及叶片 制造简便等,研究日趋增多,各种形式不 断出现。各种形式的垂直轴风力机。
风力发电原理
主讲:
风力发电的原理:是利 用风力带动风车叶片旋 转,再透过增速机将旋 转的速度提升,来促使 发电机发电。简单的说 风力发电就是将风能转 换为机械能进而将机械 能再转换为电能的过程。
现代风力发电机采用空 气动力学原 理 ,就像 飞机的机翼一样。
风并非 " 推 " 动风轮叶片,而是吹过叶片形成叶 片正反面的压差,这种压差会产生升力,令风轮旋转 并不断横切风流 。
偏导航系统的作用
偏航系统的主要作用有两个: 1) 与风力发电机组的控制系统相互配合,使风发 电机组的风轮始终处于迎风状态,充分利用风能, 提高风力发电机组的发电效率; 2) 提供必要的锁紧力矩,以保障风力发电机组的安 全运行。
(四)发电机
发电机的作用,是利用电磁感应现象把由风轮输 出的机械能转变为电能。
依据目前的风车技术,大约是每秒三公尺 的微风速度(微风的程度),便可以开始 发电。 风力发电正在世界上形成一股热潮, 风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射 或空气污染。
(一)风力发电设备
组成:风力发电机组包括两大部分; 一部分是风力机,由它将风能转换为机械能; 另一部分是发电机,由它将机械能转换为电能。
发电机有基本类型: 普通异步风力发电机组 双馈异步风力发电机组 直驱式同步风力发电机组(含永磁发电机和直流 励磁发电机) 混合式风力发电机组
风力发电机工作原理:风能如何转化为电能
风力发电机工作原理:风能如何转化为电能
风力发电机是一种将风能转化为电能的设备。
其工作原理涉及风的动能通过旋转风轮(叶片)驱动发电机产生电能。
以下是风力发电机的基本工作原理:
1. 风的动能转化:
风力发电机的关键在于将风的动能转化为旋转机械部件的动能。
风是由地球上的温度和压力差异引起的,其中气流中的空气分子具有动能。
2. 叶片设计:
风力发电机通常包括三片或更多的叶片,这些叶片被设计成具有特定的空气动力学形状,以最大化从风中提取动能的效率。
3. 风轮转动:
当风吹过风力发电机的叶片时,叶片会受到气流的冲击,导致风轮
(转子)开始旋转。
4. 传动系统:
风轮的旋转通过传动系统(通常是齿轮箱)连接到发电机的转子。
这样的连接转换了机械能的形式,使其适用于发电机。
5. 发电机工作:
发电机的转子在旋转时,通过感应产生电流。
这是基于电磁感应的原理,即旋转的导体在磁场中产生感应电动势。
6. 电能产生:
通过电气系统,发电机产生的交流电被转换和调整为适用于输送到电网的电能。
7. 风向和控制:
风力发电机通常配备了风向控制系统,可以自动调整风轮的方向,确保始终朝向风的方向,最大化能量捕获效率。
8. 存储和输送:
有时,通过电能存储系统(如电池)或通过将电能输送到电网,风力发电机的产生的电能可以被存储或用于满足不同时间的用电需求。
风力发电机的工作原理基于通过叶片转动产生的旋转机械能,进而通过发电机产生电能。
这种技术是一种清洁、可再生的能源,对环境影响较小,因此在全球范围内得到广泛应用。
风力发电-ppt概述
德国北方风电项目是全球最大的陆上风电项目之一,位于德国北部沿海地区。该项目由多个风电场组成,总装机 容量超过400兆瓦,每年可提供约1.2太瓦时的清洁能源。该项目采用先进的涡轮发电机技术,提高了能源转换效 率和可靠性。
中国风力发电项目介绍
甘肃酒泉风电基地
甘肃酒泉风电基地是中国最大的风电基地之一,位于甘肃省酒泉市。该基地总装机容量超过1000兆 瓦,拥有数千台风力发电机组,覆盖面积超过200平方公里。该基地的建设推动了当地经济发展和清 洁能源产业的发展。
风能资源的分布不均,主要集中在沿海地区、草原地区和部分山 区,其他地区的风能资源相对较少。
对土地资源的需求
建设风电场需要占用大量的土地资源,可能会对当地生态环境造成 一定影响。
对电网的依赖
风能具有不稳定性,因此需要依赖电网进行调节和平衡,对电网的 运行管理提出了更高的要求。
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风力发电技术
风力发电机组
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风力发电机组是风力发电的核 心设备,包括风轮、发电机、
塔筒等部分。
风轮将风能转化为机械能,通 过传动系统传递给发电机,最
终转化为电能。
风力发电机组有水平轴和垂直 轴两种类型,其中水平轴风力
发电机组应用更为广泛。
风力发电机组的功率和转速受 风速影响,需要进行调速和限
幅控制。
风力发电控制系统
清洁环保
风力发电是一种清洁能源,不会 排放有害气体和废弃物,对环境 友好。
风力发电的优势与局限性
节能高效
随着技术的不断进步,风力发电机组的效率和可靠性不断提高,能够满足大规 模能源需求。
地理分布广泛
风能分布广泛,尤其在沿海地区和内陆高原地区,具有较大的开发潜力。
风力发电基础知识介绍
风向标 风向标总是跟随着风的方向摆动。
在风向标的底部有一个很小的传感器,它 可以将风向信号传给控制器,而控制器会 告诉偏航电机将机舱转向叶轮对风位置。
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偏航电机 叶轮应该总是处在对风状态,以 便于风轮最大程度的吸收风能。 偏航电机就起转动机舱使叶轮对 风的作用。
在偏航电机下面有一个小齿轮, 用来与偏航轴承啮合!
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主轴 叶轮被用螺栓固定在风 机主轴上一个强度很高 的圆盘上。
牢固、稳定的固定叶轮是非常重要的。 齿轮箱则被固定在主轴的另一头。
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齿轮箱
这是机舱内部的齿轮箱。齿轮 箱内部有齿轮传动装置,内部 齿轮之间相互啮合,叶轮转速 在每分钟27转左右
主轴缓慢旋转将很大的力传送 到齿轮箱里,通过传动装置将 转速成比例提高。
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高速轴
发电机与齿轮箱是通过高速轴连 接的. 高速轴转动并不像主轴那样具有 很大的扭矩
这就是高速轴看起来很细的原因。 另一方面,高速轴转速很快, 达到了每分钟1500转
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机械刹车 一台风机有两套原理不同的刹车: 一套是叶尖刹车,另一套是机械 刹车。
机械刹车被安装在发电机与齿轮箱之间 的高速轴上,它仅仅被用在当叶尖刹车 失败需要紧急刹车时。当风机在停机检 修状态时,启动刹车装置以避免因风机 突然启动而产生的隐患。
的额定输出
Vr
Vout
Wind Speed 风速
Cut-out or Furling
Velocity 截止或收叶速度
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Wind 风
Aero Turbine 航空涡轮机
Yaw Control
&
Pitch Control 偏航控制与变桨
控制
Wind Speed & Direction 风速与方向
风力发电ppt较详细PPT课件
市场推广
通过宣传和教育,提高公 众对风力发电的认识和接 受度,促进市场需求增长。
竞争环境
建立公平的市场竞争机制, 打破行业垄断,吸引更多 企业参与风力发电项目的 投资和建设。
技术瓶颈与解决方案
风能利用率
提高风能利用率,降低风能成本, 是当前面临的主要技术瓶颈之一。 通过研发更高效的风力发电机组 和优化风电场布局,可以提高风
能利用率。
储能技术
发展储能技术,解决风能发电的 间歇性问题。例如,利用电池、 抽水蓄能、压缩空气储能等技术, 实现风电场的有功无功调节和调
峰填谷。
输电技术
加强智能电网建设和特高压输电 技术的研究,提高风电并网和远
距离输送的能力,降低损耗。
环境保护与可持续发展
减少对环境的影响
合理规划风电场的位置和规模,避免对生态环境造成破坏。同时,加强风电设备 的噪声和视觉污染治理,降低对周边居民的影响。
海上风电发展
海上风电资源丰富,未来 将有更多的海上风电项目 建成并投入运营。
风力发电与其他可再生能源的结合
太阳能与风能结合
太阳能和风能在时间和地域上具有互补性,结合使用可提高可再 生能源的利用效率。
风能与水能结合
风能和水能在动力转换上具有协同效应,结合使用可实现能源的更 高效利用。
多种可再生能源的综合利用
风力发电的优势与局限性
优势
风能是一种可再生能源,利用风能发电有助于减少化石燃料的消耗和温室气体 排放;风能分布广泛,可利用风能资源丰富;风力发电技术成熟,经济效益逐 渐提高。
局限性
风能是一种间歇性能源,受天气和季节影响较大;风力发电机组占地面积较大, 对土地资源有一定需求;风力发电在建设、维护和拆除过程中可能对环境产生 一定影响。
风力发电注意什么
风力发电注意什么风力发电是一种利用风能产生电能的可再生能源发电方式。
随着对环境保护和可持续发展的要求不断提高,风力发电也成为了一种重要的清洁能源。
但是,风力发电也存在一些问题和注意事项。
以下是关于风力发电需要注意的几个方面:1.选择适当的位置:风力发电需要在风速较大的地区进行,因此,选择一个合适的位置非常重要。
通常,山区和海岸线上的地区风速比较大,是风力发电的理想地点。
此外,还需要考虑地形、建筑物和树木的影响,以避免风力发电机受到阻挡。
2.风力资源评估:在安装风力发电机之前,需要进行风力资源评估,以确定该地区风能的潜力。
这包括测量风速和风向的数据,以及分析数据以确定风能资源的可用性和可靠性。
只有在风能可用性较高的地区安装风力发电机才能提高发电效率。
3.风力发电机的设计和安装:风力发电机的设计和安装直接影响其发电效率和可靠性。
因此,在选择风力发电机时,需要考虑机型的特性和技术参数,并确保其适应所选地区的气候条件和风速。
此外,安装风力发电机时,需要遵守安全规定,确保其稳定运行,并防止风力发电机对生态环境产生不良影响。
4.运维和维护:风力发电机的正常运行需要定期的维护和保养。
在风力发电站的运营期间,需要定期检查和维修设备,以确保其可靠运行和提高发电效率。
此外,风力发电机通常需要定期更换部件和进行清洁,以减少摩擦和损耗。
5.环境保护:虽然风力发电是一种清洁能源,但在建设和运营过程中仍可能对环境产生一些影响。
例如,在建设过程中需要占用土地和生态系统,并可能对鸟类和蝙蝠等野生动物造成影响。
因此,需要在选择风力发电站的位置和建设期间采取适当的环境保护措施,以减少对生态环境的影响。
6.能源储存和输送:风力发电是一种不稳定的能源,受到天气和季节变化的影响较大。
为了提高风力发电的稳定性和可靠性,需要进行能源储存和输送。
常见的储能方式包括电池、压缩空气储能和水库水电站。
此外,为了将风力发电能源输送到远离发电站的地区,还需要建设输电线路和变电站。
风能高效发电方案
1.智能化:运用物联网、大数据、人工智能等技术手段,实现风电场的智能化运维管理。 2.预防性维护:通过数据分析,预测设备可能出现的故障,提前进行维护,减少停机时间。 3.远程监控:建立远程监控系统,实时掌握风电场运行情况,提高运维效率。
风能发电运维及管理模式
▪ 风能发电运维及管理模式的关键技术
1.风能预测:通过提高风能预测准确性,降低发电波动性对电网的影响。 2.电网并网技术:研究电网并网技术,实现风能与其他能源形式的协同优化。 3.环境影响评估:对风电站建设进行环境影响评估,确保可持续发展。
▪ 风能发电政策支持
1.政策支持:各国政府纷纷出台政策支持风能发电发展,提供补贴、税收优惠等措 施。 2.绿色发展:风能发电作为一种清洁能源,有助于实现绿色发展目标,减缓全球气 候变化。 3.公众参与:加强公众宣传和教育,提高公众对风能发电的认知度和接受度。 以上内容仅供参考,如需更多信息,可咨询风能发电领域的专家或查阅相关文献资
风能高效发电方案
风能发电储能及输配方案
风能发电储能及输配方案
▪ 风能发电储能技术
1.利用先进的电池储能系统,实现风能的高效存储,保证在风速低时依然能持续供电。 2.研究和开发新型超级电容器,提升储能系统的功率密度和充电效率。 3.结合智能电网技术,实现风能发电和储能系统的优化调度,提高电力系统的稳定性。
风能发电经济效益分析
环境效益分析
1.风能发电是一种清洁、可再生的能源,对环境的影响较小。 2.风能发电可以减少化石燃料的使用,从而降低温室气体排放和环境污染。 3.风能发电的环境效益具有明显的正外部性,需要得到政策支持和市场认可。
市场前景分析
1.随着全球能源结构的转型和低碳经济的发展,风能发电的市场前景广阔。 2.风能发电技术的不断进步和产业链的完善,将进一步提高其经济效益和竞争力。 3.加强政策支持和市场监管,可以促进风能发电产业的健康发展和经济效益的提升。
风力发电机结构和原理
风力发电机结构原理杜容熠太阳辐射到地球的热能中有约2%被转变成风能,全球大气中总的风能量约为1014MW(10亿亿千瓦)。
其中可被开发利用的风能理论值约有3.5×109MW(3.5万亿千瓦),比世界上可利用的水能大10倍。
把风能转变为电能是风能利用中最基本的一种方式。
风力发电机一般有叶轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。
风力发电机的工作原理比较简单,叶轮在风力的作用下旋转,它把风的动能转变为叶轮轴的机械能,发电机在叶轮轴的带动下旋转发电。
1.风力发电原理:1.1 风能的概念:风能:空气因为太阳能辐射,造成压力差,而发生运动的动能称为“风能”,风能的计算公式为:E=0.5ρsV³式中: E-风能(W)ρ-空气密度(kg/m3)S-气流截面积(m2)V-风速(m/s)风能密度(W):单位时间内通过单位面积的风能,W=0.5ρV³。
有效风能密度:指风机可利用的风速范围内的风能密度(对应的风速范围大约是3~25m/s)。
1.2 风能发电的动力学原理风力发电采用空气动力学原理,并非风推动叶轮叶片,而是风吹过叶片形成叶片正反面的压力差,这种压力差会产升力,令叶轮旋转并不断横切风流。
该原理类似于飞机上升时的原理,空气通过机翼,产生向上的升力和向前的阻力。
如果将一块薄板放在气流中,则在沿气流方向将产生一正面阻力F D和一垂直于气流方向的升力F L其值分别由下式确定L:F D=0.5CdρSV2F L=0.5C LρSV2式中:CD-阻力系数C-升力系数L S-薄板的面积ρ-空气的密度阻力型叶轮V -气流速度如果把薄片当作叶片,将其装在轮毂上组成叶轮,那么风的作用力旋转中心线就会使叶轮转动。
由作用于叶片上的阻力FD而使其转动的叶轮,称为阻力型叶轮;而由升力FL而使其转动的叶轮,称为升力型叶轮。
目前为止现代风力机绝大多数采用升力型叶轮。
2.风力发电机的组成部分及特点:2.1 叶轮叶轮是将风能转化为动能的机构,风力带动风车叶片旋转,再通过齿轮箱将旋转的速度提升,来促使发电机发电。
介绍风力发电
介绍风力发电
风力发电是利用风的动力将风能转化为电能的一种可再生能源发电方式。
风力发电利用风机(又称风力发电机组或风力涡轮机)将风能转化为机械能,然后通过发电机将机械能转化为电能。
风力发电具有无污染、无排放、可再生等优点。
风力发电的核心设备是风机,一般由叶片、母线、塔架、传动系统、控制系统等组成。
风机的叶片采用空气动力学设计,能够将风能转化为机械能。
通过风机的传动系统,将叶片的旋转运动传送给发电机,进而转化为电能。
发电机将机械能转化为电能后,将电能输送到输电系统中储存或供电。
风力发电的优点包括:1.能够由自然资源驱动,无需依赖石油、煤炭等有限资源;2.不产生温室气体和其他污染物,对环境友好;3.能够分散布局,减少能源传输的损耗;4.具有较高的可
再生性,能够持续供应电力。
然而,风力发电也存在一些挑战和限制。
首先,风力发电受到风速和风向的影响,风力不稳定会导致发电量波动。
其次,风力发电需要大面积的土地和相对开阔的场地,这在一些地区可能受到限制。
此外,风力发电的成本相对较高,需要投入较多的资金和资源。
总体而言,风力发电是一种具有潜力的可再生能源发电方式,可以为能源供应提供一定的解决方案,同时也需要进一步研究和发展,以克服其面临的挑战和限制。
风力发电工作原理
风力发电工作原理
风力发电是利用自然风能转化为电能的一种技术。
其工作原理可以概括为以下几个步骤:
1. 风轮转动:在风能利用装置上安装了数个风轮,当风经过时,风轮开始旋转。
风能利用装置通常设置在风力较强的地区,以便更大程度地利用风能。
2. 主轴与发电机连接:风轮通过主轴与发电机相连。
主轴作为传输物理力的中介,将风轮旋转的动能传递给发电机。
3. 转化机制:发电机是将机械能转化为电能的装置。
通过发电机内部的磁场和线圈相互作用,机械能就转化为电能。
4. 电能输出:转化后的电能经过电气系统处理后,通过输电线路输送给用户。
输电线路将电能从发电设备输送至用户端,供用户使用。
总体上,风力发电的工作原理是将风能转化为机械能,再通过发电机将机械能转化为电能。
这种技术既能有效地利用自然资源,又能减少对传统能源的依赖,降低环境污染,因此成为一种重要的清洁能源技术。
风能,太阳能,水能发电原理
风能,太阳能,水能发电原理使用可再生能源来进行发电已经成为现代社会中的重要趋势。
其中,风能、太阳能和水能是最为常见和广泛应用的可再生能源之一。
在本文中,我将为您详细解释风能、太阳能和水能发电的原理,并探讨它们在能源产业中的作用和前景。
一、风能发电原理风能是一种通过风力将机械能转化为电能的可再生能源。
风能发电的原理主要基于风轮的旋转运动。
当风轮受到风的推力时,会开始旋转,进而带动发电机或发电机组工作,将机械能转化为电能。
在风能发电系统中,风轮是核心组件。
它通常由数个叶片和一个中心轴组成。
当风经过风轮时,由于风的作用力,风轮开始旋转。
这种旋转运动使得风轮上的发电机或发电机组启动,进而转化机械能为电能。
电能被输送到电网供人们使用。
风能发电有着很多优势。
风是一种充足的资源,不受地理位置的限制。
风能发电不会产生污染和温室气体排放,对环境友好。
另外,风能发电设备的性能不断提高,成本不断降低,使得风能发电越来越具有竞争力。
二、太阳能发电原理太阳能发电是利用太阳光将光能转化为电能的一种方式。
太阳能发电系统主要由太阳能电池板、逆变器和电网组成。
太阳能电池板是核心部件,它由多个太阳能电池组成,每个太阳能电池都是由半导体材料制成。
当太阳光照射到太阳能电池板上时,光子会撞击半导体材料,激发出电子。
这些电子经过导线传输,最终流入电网中。
逆变器是太阳能发电系统的另一个重要组成部分。
它可以将直流电转换为交流电,以适应电网供电的需要。
太阳能发电具有许多优势。
太阳能是一种无限的资源,不会耗尽。
太阳能发电不会产生任何污染物,有助于环境保护。
另外,太阳能发电系统的安装灵活,可以在各种地方进行部署,因此广泛应用于各个领域。
三、水能发电原理水能发电是利用水流的动能将机械能转化为电能的一种方式。
水能发电系统主要由水力发电机组、水轮机和发电机组成。
水能发电的核心是水轮机。
水轮机是一种能够将水流的动能转化为机械能的设备。
当水流击打到水轮机的叶片上时,水轮机开始旋转,进而带动发电机组工作,将机械能转化为电能。
风力发电机安装条件
风力发电机安装条件风力发电机是一种利用风能转化为电能的设备,广泛应用于各个领域。
为了确保风力发电机的正常运行和发电效率,安装条件非常重要。
本文将介绍风力发电机的安装条件。
1. 地理环境条件风力发电机的安装需要选择适宜的地理环境。
首先,需要考虑地形地貌,如山地、丘陵地、平原等,以确定风力资源的丰富程度。
其次,需要考虑地理位置,选择适宜的纬度和经度,以确保风力发电机能够充分受到气流的影响。
2. 风力资源条件风力发电机的安装必须依赖于充足的风力资源。
风力资源的评估通常包括风速、风向和风能密度等指标。
安装风力发电机的地区应具备较高的平均风速和稳定的风向,以确保风力发电机能够持续高效地工作。
3. 基础设施条件风力发电机的安装还需要考虑基础设施条件。
首先,需要有足够的土地面积来容纳风力发电机的安装。
其次,需要有充足的电力输送和接入能力,以便将发电机产生的电能输送至电网。
此外,还需要有良好的道路和交通设施,方便风力发电机的运输、维护和管理。
4. 气象条件风力发电机的安装还需要考虑气象条件。
首先,需要考虑气温和湿度等因素对风力发电机的影响,以确保其在各种气候条件下都能正常工作。
其次,需要考虑天气状况,尤其是暴风雨、冰雹等极端天气对风力发电机的影响。
此外,还需要对风力发电机进行防雷和防腐蚀处理,以延长其使用寿命。
5. 安全条件风力发电机的安装必须符合安全要求。
首先,需要考虑风力发电机的结构强度和稳定性,以确保其能够经受住高风速和大风压的考验。
其次,需要设立安全警示标志和隔离设施,以确保人员和设备的安全。
此外,还需要进行定期的维护和检修工作,以确保风力发电机的正常运行和安全使用。
风力发电机的安装条件包括地理环境条件、风力资源条件、基础设施条件、气象条件和安全条件等多个方面。
只有在具备这些条件的情况下,风力发电机才能正常运行并发挥最大的发电效能。
因此,在进行风力发电机的安装前,必须对这些条件进行全面的评估和规划,以确保风力发电机能够稳定、高效地工作。
风力发电介绍
风力发电介绍风力发电是一种利用风能发电的技术,被认为是一种可再生能源。
它利用旋转的叶片与风产生的力量来驱动发电机发电。
风力发电是一种清洁、低碳的能源,它可以减少二氧化碳排放,降低地球变暖的风险,为人类的可持续发展做出贡献。
风能的利用历史悠久,早在2000年前,中国人民就使用风车了。
风车的主要用途是提供机械能,例如面团机和水泵。
但在过去几十年里,随着风力发电技术的发展,风力发电逐渐成为了现代清洁能源的代表之一,成为许多国家的重要能源来源。
风力发电自然不会对环境造成污染,以及由此带来的种种问题,如酸雨、温室效应和海平面上升等。
因此,风力发电逐渐被证明是一种具有实用性和环境保护性的清洁能源。
风电站的建立也促进了当地社会的发展,为当地居民提供了新的就业机会,并为当地经济的发展注入了新的能量。
风力发电与传统的火力发电相比,最大的优势是它可以避免燃料短缺和燃料价格波动带来的能源安全问题。
风力发电的成本也在不断降低,特别是在技术提高和投资成本下降的情况下。
预计在未来几年内,风力发电将成为更加经济的清洁能源来源。
如何建立一个风力发电系统?这将涉及以下几个方面:首先,选择适合风力发电的区域。
这将涉及分析当地的气象条件、地形和地貌等因素。
通常情况下,需要在海岸线或者高山地区建立风电站,以获得更高的风能。
其次,选择合适的风力发电设备。
这主要涉及到风力发电机组的选择。
风力发电机组通常由基座、风轮、发电机和控制系统组成。
最后,组装和安装风力发电设备。
这将涉及从规划到地基的建设,以及组装和安装风力发电机组、连接电网等过程。
因此,建立一个风力发电系统涉及到众多环节的协调工作,需要相当的专业知识和技术。
全球许多国家都在开展风力发电系统的建设和运营,例如中国、美国、德国、印度、丹麦、挪威等。
万众瞩目的是,风力发电目前几乎已经成为了全球各国努力推广的清洁能源之一。
在环保从高耗能行业向清洁低碳的方向转型的大背景下,中国也开始大力发展这一领域。
风力发电简介
升,成本也将逐渐降低。
02 03
海上风电发展
海上风电是未来风能发展的重要方向,具有风能资源丰富、不占用土地 等优点,随着技术的成熟和成本的降低,海上风电将得到更广泛的应用 。
分布式风电
分布式风电是指将小型风电机组分散布置在用户附近,直接接入配电网 或微电网中。这种模式具有灵活、可靠、就近供电等优点,将成为未来 风能发展的重要趋势之一。
04
风力发电机组的性能和 可靠性直接影响风力发 电的效率和安全性。
风力发电机类型
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水平轴风力发电机
风轮水平放置,风能利用率较 高,是目前应用最广泛的风力
发电机类型。
垂直轴风力发电机
风轮垂直放置,适用于低风速 地区,但风能利用率较低。
直驱式风力发电机
发电机与风轮直接耦合,结构 简单,维护方便,但发电效率
风力发电设施通常建设在偏远地区,减少了对自然生态环境的破坏,有助于保 护野生动植物的栖息地和生物多样性。
降低生态破坏风险
与传统的化石燃料发电相比,风力发电对生态环境的破坏较小,降低了因能源 开发引发的生态破坏风险。
风力发电的噪音与视觉影响
噪音污染
风力发电机在运行过程中会产生一定的噪音,可能对周边居民和野生动物的栖息 造成一定干扰。
国际补贴政策
国际上许多国家也采取了类似的补贴政策,以鼓励和促进本国风力发电产业的发展。例如,欧盟对风电机组实行 了长达20年的固定电价补贴政策,美国则提供了生产税收抵免等补贴政策。
风力发电的并网政策
国内并网政策
中国政府为了促进风力发电的并网运行,制定了一系列的并网政策。这些政策要求电网企业优先收购 风电电量,并规定了风电并网的电压等级、接入系统、调度管理等方面的要求。这些政策的实施,有 效地解决了风电并网难的问题,促进了风电的规模化发展。
风力发电的基本原理
1 引言风是最常见的自然现象之一,是太阳对地球表面不均衡加热而引起的“空气流动”,流动空气具有的动能称之为风能。
因此,风能是一种广义的太阳能。
据世界气象组织(WMO )和中国气象局气象科学研究院分析,地球上可利用的风能资源为200亿kW ,是地球上可利用水能的20倍。
中国陆地10m 高度层可利用的风能为2.53亿kW ,海上可利用的风能是陆地上的3倍,50m 高度层可利用的风能是10m 高度层的2倍,风能资源非常丰富。
风能是一种技术比较成熟、很有开发利用前景的可再生能源之一。
风能的利用方式不仅有风力发电、风力提水,而且还有风力致热、风帆助航等。
因此,开发利用风能对世界各国科技工作者具有极强的魅力,从而唤起了世界众多的科学家致力于风能利用方面的研究。
在本文中,将对风力发电技术的基本原理和发电机的发展方向进行论述。
1.1 温度、大气压力和空气密度通过温度计和气压计测试出实验地点的环境温度和大气压,由下式计算出空气密度。
101325)273(99.352h t +=ρ (1) 式中的ρ是空气密度,H 是当地大气压力,T 是温度(单位是摄氏度)。
从空气密度公式可以看出,空气密度的大小与大气压力、温度有关。
1.2 风能的计算公式空气运动具有动能。
风能是指风所具有的动能。
如果风力发电机叶轮的断面面积为A ,则当风速为V 的风流经叶轮时,单位时间风传递给叶轮的风能为(本论文公式中的物理量除特殊情况说明外均采用国际单位)mv p 21=2 (2) 其中:单位时间质量流量m=ρAV ρAV P 21= 3221AV V ρ= (3) 而风能发电机实际转换的有用功率是:321AV C P e m p w ρηη= (4) 式中的W P 是每秒空气流过风力发电机叶轮断面面积的风能,即风能功率,单位W ,P C 是叶轮的风能利用系数,m η是齿轮箱和传动系统的机械效率,一般为0.80—0.95,直驱式风力发电机为1.0,e η是发电机效率,一般为0.70—0.98,ρ是空气密度,A 是风力发电机叶轮旋转一周所扫过的面积,V 是风速。
风力发电知识点总结
风力发电知识点总结一、风力发电原理风力发电利用风力驱动风力发电机,将风能转化为机械能后再转化为电能,是一种可再生能源的发电方式。
风力发电原理主要包括风的形成原理、风力发电机的工作原理和发电机组的工作原理。
1. 风的形成原理风是因地球的自转和太阳辐射造成的。
太阳光照射到地球上的不同地区和表面,使得地球表面温度不均匀,产生不同的气压区。
气压差引起气流的移动,形成了风。
这个过程是地球大气环流的基础。
2. 风力发电机的工作原理风力发电机的基本工作原理是利用风力带动叶片旋转,通过传动系统转动发电机产生电能。
当风力带动叶片旋转时,发电机的转子受到机械传动装置的带动,旋转产生电能,这个过程就是固定磁场中导体回路的运动相对于磁场产生感应电动势的原理来实现的。
3. 发电机组的工作原理发电机组是由风力发电机、传动系统和调速装置组成的。
风力发电机叶片受到风力的作用带动转子旋转,通过传动系统将机械能传递到发电机,并通过发电机产生电能。
调速装置是指通过调整叶片的角度或调整传动系统的转速来保持发电机的稳定输出,并根据风速的变化调整叶片的角度,以保持发电机的稳定运行。
二、风力发电技术风力发电技术包括风电场选址、风力发电机设备、风力发电系统和风力发电控制系统。
1. 风电场选址风电场选址是指寻找适合建设风电场的地点。
一般来说,风电场选址需要考虑多种因素,包括地形地貌、气象条件、土地利用和环境保护等。
2. 风力发电设备风力发电设备主要由风力发电机、叶片和塔架组成。
风力发电机的类型包括水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。
水平轴风力发电机叶片与地面平行,能够利用风能进行旋转,而垂直轴风力发电机叶片与地面垂直,能够利用风能进行旋转。
塔架主要是支撑风力发电机的结构,使其能够在空中旋转。
3. 风力发电系统风力发电系统主要由控制系统、变流器、变压器和电网等组成。
控制系统可以根据风速的不同控制风力发电机的旋转,保持其在最佳工作状态,能够提高发电效率。
风力发电 ppt课件
智能电网技术可以提升风电并网性能,解决风电间歇性问题,提高 电网稳定性。
促进能源互联网发展
智能电网与风力发电的融合发展可以促进能源互联网的发展,实现 能源的互联互通和优化配置。
绿色能源政策对风力发电的推动作用
政策支持力度加大
随着全球对气候变化和环境保护的重视程度不断提高,各 国政府纷纷出台绿色能源政策,加大对风力发电的支持力 度。
工作原理
性能参数
列出风力发电机组的主要性能参数, 如功率、效率、额定风速等,并解释 其含义和影响。
详细解释风力发电机组的工作原理, 包括风能捕获、能量转换和电能输出 等过程。
风力发电控制系统
01
02
03
控制策略
介绍风力发电系统的常用 控制策略,如最大功率跟 踪控制、恒速恒频控制等 。
控制系统组成
阐述风力发电控制系统的 基本组成,包括传感器、 控制器、执行器等。
提高风能利用率
高效能风电机组能够更好地捕捉风能,提高风能利用率,从而增 加发电量。
降低度电成本
高效能风电机组的发电效率更高,可以降低度电成本,使风电更 具竞争力。
保证风电稳定性
高可靠性风电机组可以保证风电的稳定性,减少设备故障和维护 成本。
智能电网与风力发电的融合发展
实现可再生能源的高效利用
智能电网技术可以实现可再生能源的高效利用,优化能源结构, 提高能源利用效率。
海上风力发电
定义
海上风力发电是指利用海洋上的风能资源建设大型风力发电设施 。
特点
海上风能资源丰富,风速稳定,发电量大,适合建设大型风电场。
案例
欧洲北海地区是全球最大的海上风力发电区域,其中英国、德国和 荷兰等国家在海上风电领域发展迅速。
风力发电原理
风⼒发电原理风能发电的主要形式有三种:⼀是独⽴运⾏;⼆是风⼒发电与其他发电⽅式(如柴油机发电)相结合;三是风⼒并⽹发电。
由于并⽹发电的单机容量⼤、发展潜⼒⼤,故本⽂所指的风电,未经特别说明,均指并⽹发电。
1、⼩型独⽴风⼒发电系统⼩型独⽴风⼒发电系统⼀般不并⽹发电,只能独⽴使⽤,单台装机容量约为100⽡-5千⽡,通常不超过10千⽡。
它的构成为:风⼒发电机+充电器+数字逆变器。
风⼒发电机由机头、转体、尾翼、叶⽚组成。
叶⽚⽤来接受风⼒并通过机头转为电能;尾翼使叶⽚始终对着来风的⽅向从⽽获得最⼤的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整⽅向的功能;机头的转⼦是永磁体,定⼦绕组切割磁⼒线产⽣电能。
因风量不稳定,故⼩型风⼒发电机输出的是13~25V变化的交流电,须经充电器整流,再对蓄电瓶充电,使风⼒发电机产⽣的电能变成化学能。
然后⽤有保护电路的逆变电源,把电瓶⾥的化学能转变成交流220V市电,才能保证稳定使⽤。
2、并⽹风⼒发电系统德国、丹麦、西班⽛等国家的企业开发建⽴了评估风⼒资源的测量及计算机模拟系统,发展变桨距控制及失速控制的风⼒机设计理论,采⽤新型风⼒机叶⽚材料及叶⽚翼型,研制出变极、变滑差、变速恒频及低速永磁等新型发电机,开发了由微机控制的单台及多台风⼒发电机组成的机群的⾃动控制技术,从⽽⼤⼤提⾼了风⼒发电的效率及可靠性。
在此基础上,风⼒发电机单机装机容量可以达到600千⽡以上。
不少国家建⽴了众多的中型及⼤型风⼒发电场,并实现了与⼤电⽹的对接。
现代风⼒发电机多为⽔平轴式。
⼀部典型的现代⽔平轴式风⼒发电机包括叶⽚、轮毂(与叶⽚合称叶轮)、机舱罩、齿轮箱、发电机、塔架、基座、控制系统、制动系统、偏航系统、液压装置等。
其⼯作原理是:当风流过叶⽚时,由于空⽓动⼒的效应带动叶轮转动,叶轮透过主轴连结齿轮箱,经过齿轮箱(或增速机)加速后带动发电机发电。
⽬前也有⼚商推出⽆齿轮箱式机组,可降低震动、噪⾳,提⾼发电效率,但成本相对较⾼。
现行风力发电标准目录表
风力发电机组 风力发电场监控系统通信 第5部 分:一致性测试 风力发电机组 风力发电场监控系统通信 第6部 分:状态监测的逻辑节点类和数据类 高原用风力发电设备环境技术要求 直驱永磁风力发电机组 第1部分:技术条件 直驱永磁风力发电机组 第2部分:试验方法 风力发电设施防护涂装技术规范 风力发电场项目建设工程验收规程 风力发电场设计规范 风力发电场运行规程 风力发电场安全规程 风力发电厂检修规程 风电场噪声限值及测量方法 风力发电场 项目可行性研究报告编制规程 风力发电场项目建设工程验收规程 风力发电场设计技术规范 风力发电工程施工组织设计规范 离网型风力发电机组用控制器 第1部分:技术条 件 离网型风力发电机组用控制器 第2部分:实验方 法 风力机 术语 风力机械 产品型号编制规则 低速风力机 系列 低速风力机 型式与基本参数 低速风力机 技术条件 低速风力机 安装规范 提水和发电用小型风力机 实验方法 风力发电机组风轮叶片 风力发电机组 设计要求 滚动轴承 风力发动机轴承 离网型风力发电机组 安装规范 离网型风力发电机组 可靠性要求 离网型风力发电机组 验收规范 离网型风力发电系统 售后技术服务规范 离网型风力发电机组 风轮叶片 离网型风力发电机组用齿轮箱 第1部分:技术条 件 离网型风力发电机组用齿轮箱 第2部分:实验方 法 离网型风力发电机组 制动系统 第1部分:技术 条件 离网型风力发电机组 制动系统 第2部分:实验 方法 离网型风力发电机组 偏航系统 第1部分:技术 条件 离网型风力发电机组 偏航系统 第2部分:实验 方法 离网型风力发电机组 塔架 离网型风力发电集中供电系统 运行管理规范 离网型风力发电机组 基础与联接技术条件 风力发电机组 偏航系统 第1部分:技术条件 风力发电机组 偏航系统 第2部分:实验方法 风力发电机组 制动系统 第1部分:技术条件 风力发电机组 制动系统 第2部分:实验方法
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PO Pv
Po
Cp Pv
1 2
Swv3C p
2
R2v3Cp
v为风速,ρ为空气密度,R为叶片半径
28
3.2 风力发电的基本原理
• 风力机的运行特性
– 风能利用系数是表征风力机效率的重要参数,它与风速、叶片转 速、叶片直径、桨叶节距角均有关系。
– 为了便于讨论,定义风力机的另一个重要参数叶尖速比,即叶片 的叶尖线速度与风速之比:
• 2009年底我国风电装机情况 • 2009年我国风电各制造企业累计装机容量
– 建设千万千瓦级风电基地思路的提出和实施,落实了“建设大基 地,融入大电网”的发展方针,保证“3%电量目标”的实现。
– “大规模-高集中-高电压-远距离输送”的模式,对电网企业是很 大的挑战。
16
2. 风力发电设备
• 风力发电系统的组成
22
3.1 风力发电机组的分类
• 风力发电系统的分类——按功率调节方式
– 定桨距风机:桨叶于轮毂固定连接,桨叶的迎风角度不随风速而变化。 依靠桨叶的气动特性自动失速,即当风速大于额定风速时依靠叶片的失 速特性保持输入功率基本恒定。
– 变桨距调节:风速低于额定风速时,保证叶片在最佳攻角状态,以获得 最大风能;当风速超过额定风速后,变桨系统减小叶片攻角,保证输出 功率在额定范围内。
24.332
0
2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年
36
世界风机新增装机容量
37
2009年风机装机容量最多的10个国家
38
2009年世界前十位风电机组供应商在市场中所占份额
风电机组制造公司 名称(国家)
2009年新增装机容量(MW) 2009年市场新增装机容量占有 率(%)
第二章 能源的转换与利用
第六节 风能发电
1 风力发电概述 2 风力发电设备 3 风力发电机组的原理
2
1. 风力发电概述
1.1 风力发电的意义 1.2 风力发电的发展
3
1.1 风力发电的意义
• 煤、石油、天然气是当今世界主要能源
– 稀缺性和不可再生性使能源价格不断增长。 – 燃料型能源产生有害气体排放,危害健康、导致全球变暖。 – 寻找新的、清洁的、无污染、可再生的替代性能源是当今人类面
• 风力机的运行特性
P
功率恒定区
C
转速恒定区
D
B
Cp恒定区 A
0启动区
ωr
– 第一个运行区域是启动阶段,此时电机增速,但没有并网,没有功率输出。 – 第二个运行区域是风力发电机并入电网并运行在额定风速以下的区域。这一阶
段又可分为两个区域:变速运行区和恒速运行区。
– 第三个运行区域为功率恒定区。当风速增加时,通过变桨控制,从而保持功率 不变。
33
3.2 风力发电的基本原理
• 双馈风力发电机组的电机模型建模
– 当采用定子磁链定向(即同步坐标系的d轴定向在定子磁链矢量上) 时,定子侧的有功和无功可表示为:
ps
3ωe Lm 2Ls
s
irq
qs
3ωe 2Ls
s
s
Lmird
– 电磁功率和电磁转矩为:
pe
3r Lm
2Ls
ψs Ls Is Lm Ir
ψr Lr Ir Lm Is
Vs
Rs Is
dψs dt
jωeψs
Vr
Rr Ir
dψr dt
jωe
ωr ψr
式中,ψ、V、I分别为磁链、电压、电流矢量,R、L为电阻及电感,下标s、r分 别表示定、转子侧分量,ωr为转子角速度,Lm为激磁电感。
第二,中德两国总装机容量为26,000MW左右。 – 2010年全球总装机容量将超过200,000MW。 – 总装机容量、新增装机容量 – 2009年世界新增风电装机最多的10个国家 – 2009年世界前十位风电机组供应商在市场中所占份额
15
1.2 风力发电的发展
• 中国风电发展
– 我国电力发展基本情况,全国联网,西电东送、南北互供。 – 我国风能资源丰富,主要分布在三北及东南沿海地区。 – 2009年新增装机容量为13,800MW
– 高传动比齿轮箱型:风轮的转速较低,通常达不到发电机发电的 要求,必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现,故也将齿轮箱 称之为增速箱。
– 直接驱动型:应用多极同步风力发电机可以去掉风力发电系统中 常见的齿轮箱,让风力发电机直接拖动发电机转子运转在低速状 态,这就没有了齿轮箱所带来的噪声、故障率高和维护成本大等 问题,提高了运行可靠性。
3.1 风力发电机组的分类 3.2 风力发电的基本原理
27
3.2 风力发电的基本原理
• 风力机的运行特性
由风力机的空气动力学知,风力机的输入功率为
Pv
1 2
(
Sw
v
)
v
2
1 2
Swv3
由于通过风轮旋转面的风能不能全部都能被风轮吸收利用,其风能利用系数
Cp
风力机输出的机械功率 输入风轮面内的功率
1.2 风力发电的发展
• 世界风电装机容量
– 09年全球风机容量为159,213 MW, 2009年新增容量为38,312 MW。 – 2009年风机装机增长率为31.7%,是自2001年增长最快的一年。 – 风电的年发电量约3400亿kWh,占全球电力总消耗的1.6%。 – 美国的装机容量保持世界第一,中国以微小的差距超过德国位列
临的重要问题。
• 水电、核电是现阶段低碳能源首选
– 发电成本与火电接近 – 稳定性优于风电、光电 – 水电开发总量有限、影响自然环境 – 核电有泄漏危险
4
1.1 风力发电的意义
• 风能将成为21世纪的主要能源
– 太阳能转化而来,地球表面温差引起空气流动,具有一定动能。 – 是清洁的、无污染的、取之不尽用之不竭的可再生能源 – 由于能源和环境等诸多问题的影响,风力发电的发展受到全球性
世界上第一个海上风电场位于丹麦南部的洛兰岛以 北海域,1991年修建
Repower 5MW,叶轮直径126 米,轮毂高度100-120米,目前 已经在爱尔兰和比利时海上安 装运行
12
1.2 风力发电的发展
• 风力发电机容量和风轮直径发展
13
1.2 风力发电的发展
• 风力发电机容量和风轮直径发展
14
– 制动系统、桨距调节装置
• 塔架 • 电控系统:风力发电机组的运行与管理。
19
3. 风力发电机组的原理
3.1 风力发电机组的分类 3.2 风力发电的基本原理
20
3.1 风力发电机组的分类
• 风力发电系统的分类——风轮轴向
垂直轴
水平轴
21
3.1 风力发电机组的分类
• 风力发电系统的分类——叶片数量
1
VESTAS(丹麦)
4766
12.5
2
GE wind (美国)
4741
12.4
3
华锐风电(中国)
3510
9.2
4
ENERCON(德国)
3221
8.5
5
金风科技(中国)
2727
7.2
6
GAMESA (西班牙)
2546
பைடு நூலகம்
6.7
7
东方气轮机(中国)
2475
6.5
8
SUZLON(印度)
2421
6.4
9
西门子(丹麦)
Compensation
(a) 固定转速的异步发电机组
Ps DFIG
Gear box
sPs
AC DC
sPs
DC AC
Converter
(b) 双馈异步发电机组
Grid
Ps
PMSG
AC DC
DC AC
Converter
Filter
(c) 永磁直驱同步发电机组
Filter
Grid
26
3. 风力发电机组的原理
6
1. 风力发电概述
1.1 风力发电的意义 1.2 风力发电的发展
7
1.2 风力发电的发展
• 自十九世纪末至二十世纪六十年代末,一些国家对风能 资源的开发,尚处于小规模的利用阶段。
– 1888年美国电力工业奠基人之一Charles F. Brush安装了被现代 人认为是第一台自动运行且用于发电的风力机。
– 主动失速调节:风速低于额定风速时,控制系统根据风速分几级控制, 控制精度低于变桨距控制;当风速超过额定风速后,变桨系统通过增加 叶片攻角,使叶片“失速”,限制风轮吸收功率增加。
23
3.1 风力发电机组的分类
• 风力发电系统的分类——按功率调节
24
3.1 风力发电机组的分类
• 风力发电系统的分类——按传动形式
sirq
Te
3
pn Lm 2Ls
s
irq
– 双馈电机的定子侧有功(或电磁转矩)、定子侧无功分别由转子
电流的q、d轴分量决定。
34
3.2 风力发电的基本原理
35
世界风机总装机容量
250
203.500
200
159.213
150
120.903
100
93.93
74.122
59.024
50
31.318 39.295 47.693