风力发电转速那么慢怎么发电?

风能属于一种可再生清洁能源,随着人类对能源需求的不断增大,人类逐渐开始加大对风能的利用,在广阔的草原中,山坡上甚至是海面上,经常能够见到风力发电机的身影,但我们看见那些旋转的发电机可能都会有这样的疑问,风力发电机的叶片为什么都转的这么慢,这样能发上电嘛?之所以风力发电机的转速调整至我们所见到的那样,其实是综合了很多因素进行考虑的。

风力发电机叶片质量较大,转动起来比较费力很多人以为风力发电机就像是一个小小的风车,没有多大,特别是我们从远处看见一大片的风力发电机时,更是有这种感觉,但事实并不是这样,风力发电机完全可以称得上是“庞然大物”,风力发电机的一个叶片就长达60米,要知道一架中型客机的翼展也就30米左右,普通的大型客机翼展才能勉强达到60米,如此巨大的叶片虽然使用的是高强度低密度的材料,但质量也不会太小,通常有十几吨重,而三个这么大质量的叶片要转起来自然就显得有点费劲了。

看到可能就有人会这么想了,既然这么大的风机转起来困难,为什么不做小一点呢?这就与发电机的迎风面积有关了,当叶片太小,迎风面积自然也小,通过叶片的风变少了,那么单个发电机发出的电也会变少,那么如果通过增加发电机数量可以弥补吗?实际上数量增加的同时也增加了建造成本,总体来看,如果发出一样的电,小叶片发电机的成本反而更高。

但风机也不能做的太大,一方面受到材料的限制,另一方面安装也会更加困难,综合以后,于是有了我们现在所用大小的风机。转速越大并不代表发电越多风力发电机的叶片转动时,会带动内部一个巨大的齿轮一起转动,而大齿轮带动小齿轮时,转动速度也会发生明显的变化,这个结构用一个我们最熟悉的方式表达,就相当于一个变速箱。我们看见的叶片转动速度很慢,但风机内部其实通过变速箱带动着发电机在高速旋转。

当然,风力发电机发电的功率不仅和转速有关,还与扭矩有关,功率=扭矩×转速×K,k为常数,当转速较小时,通过增加扭矩,同样可以增加输出功率,因此,为了延长风力发电机的耐久性,通常不会让叶片的转动速度过快,由于风力发电机的叶片巨大,高速转动产生的离心力也是很大的,长期的高强度离心运动也会损害叶片的寿命,严重的话可能会直接被破坏。

所以风力发电机在遇到强风的时候,反而会开启保护模式进行停机,中止发电,以保护风机。转速太快也会影响发电效率实际上风机的叶片在转动时,也会阻碍风的运动,转速越大,阻碍作用越强,当达到某一个值时,那么风能的利用率也会开始降低。为了便于大家理解,我们可以想象两个极端的例子,假如风机的转速接近于无限大的时候,叶片的转动就相当于直接形成了一块密封的板子,挡住了风的流动,这个时候风都得绕道而行,那么自然就没有很好的利用好这些风能,这个时候风能的利用率相当于是零。

另一种情况就是风机转速直接为零,这个时候,风能也完全没有被利用,而在转速为零与转速无限大的区间,存在一个风能利用率最高的转速,这个转速与很多因素有关,这里就不过多的展开讨论了,结果就是我们所看见的风机转速与理论上的最佳转速相差不大,通过调整至最佳转速,这个时候的风能利用率也是最高的。总结所以,风力发电机看起来慢悠悠,实际机身内部正在进行着高效率的发电。

风力发电机给人带来多大危害呢?

你说的是风力发电机还是电风扇啊?风力发电机是有风才会转,就是发电机不在那,风该有的还是会有。而电风扇才是因为转动而产生风,电风扇不在那,那的风就是自然风的大小了。这是基本常识呀!但确实旋转的风扇叶片有可能伤到飞经叶片旋转范围的飞鸟。但,也不是没有解决方法,把叶片涂上鸟类害怕的鲜艳的颜色(比如红色,是火的颜色,一般的鸟会避开的)。

如何让风力涡轮发电的成本变得更低?

在瑞典,轮子已经开始启动一种新型风力涡轮机,该国的第一个木制发电塔现已建成。该项目采用可持续材料建造,据称其性能可跟传统风力涡轮机媲美。该项目希望这座木制发电塔能成为北欧国家更廉价、更环保可再生能源解决方案的先驱,另外还计划在未来几年推出商业版。据了解,这种新型木制风力发电塔由瑞典工程公司Modvion打造,旨在改善传统风塔存在的明显缺陷。

这些高大的钢塔需要很厚的底座来支撑上部结构,这不仅使得它们的生产成本非常高,而且运输到现场的成本也非常高,并且公共道路上有关载重量的规定也往往是个问题。相反,Modvion正在开发一种模块化的产品,它可以使用比钢铁更便宜、更环保的材料制成,后者的生产需要大量的能源。该公司的木制风塔的设计高度超过120米,成本明显低于钢结构风塔,采用模块化方法意味着它的部件在公共道路上运输不是什么问题。

另外团队还称,从建设开始的那一天起,它们就是碳中性的。这座30米高的概念验证塔是由木材建筑公司Moelven在托瑞博达的工厂共同建造的。涡轮机的木制部分随后被运到了哥德堡外的一座岛屿--Bjorko,距离哥德堡约200公里,最终的部分则于4月底安装到位。Modvion AB CEO Otto Lundman说道:“这是一个重大突破,为下一代风力涡轮机铺平了道路。

在相同重量下,复合木材比钢更坚固,通过模块建造,风力涡轮机的高度可以更高。通过使用木材建筑,我们还减少了制造过程中的二氧化碳排放,取而代之的是在设计中储存二氧化碳。”如果Modvion项目进展顺利,该公司计划在2022年推出商化版,其中包括为Varberg Energi建造的110米高的塔以及为可再生能源公司Rabbalshede Kraf建造的超过150米高的10座塔。


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