現代風電場的功能和建設特點

本文討論了用於工業和私營部門的現代風力渦輪機的運行原理和設計性能特徵。

自古以來，人類就試圖馴服風，讓它為自己服務。起初有帆船，利用風能運動，後來風車開始應用到日常生活中，現在已經到了用風力發電機來發電，為人們服務的時候了。

在國外，相當大一部分電力是由風力發電廠 (HPP) 生產的，坦率地說，這對於俄羅斯和後蘇聯國家來說是不可取的。很明顯-我們屬於落後者。

世界發達國家風電場的使用，不僅可以解決別墅、鄉間別墅、別墅小區的自主供電問題，還可以解決環境問題，因為在生產電力的過程中沒有環境污染完全來自現代風力渦輪機公園。

讓我們看一下操作原理，並更詳細地了解現代風力發電廠的主要類型。

風力發電機的工作原理

任何行動原則 風力發電廠 (HPP) 包括通過使用發電機將移動通過葉片或渦輪機平面的氣流的動能轉化為電能。現代風力發電廠最常見的類型是葉片式風力發電廠，它將帶有水平旋轉軸的葉片式風力發電機和帶有轉盤的旋轉發電機組合在一起，其中 - 旋轉軸位於垂直位置。下面我們將仔細看看這些類型的風力發電機。

風電機組主要類型的設計

每個風力發電機在結構上都由一個底座（也稱為桅杆）、一個帶有旋轉葉片或風力渦輪機的旋轉裝置、發電機產生的電力和電池組成。此外，每個風電場都需要一個控制和轉換單元。

至於葉片的數量，水力渦輪機可以是二葉、三葉和多葉的。三葉片渦輪機是最常見的。為防止風力渦輪機過早失效，風力發電廠配備了用於葉片轉速的空氣機械穩定係統。

當風力渦輪機和發電機的旋轉軸相同時，在風力發電廠中發電的發電機直接連接到其渦輪機，或者通過機械傳動將渦輪機葉片的旋轉運動傳遞到發電機。現代風電場主要使用帶永磁體的同步多極無刷發電機，它們在結構上採用完全封閉的外殼並由標準元件製成。

根據渦輪機葉片上氣流的方向和“壓力”，裝置的旋轉機構可以將其重新定向到最適合其高效運行的方向。

在功能上，功率控制和轉換單元旨在將風電場產生的電能存儲在其蓄電池中，隨後通過“逆變器”將其從 12V 直流電壓轉換為 220V 交流電壓。

控制單元還可以監測和控制電池充電過程、發電機功率等。

用於完成工業用途和私營部門用途的現代風電場的各種選擇，讓您可以為每個用戶選擇最佳選擇。

目前，世界上使用最廣泛的是葉片式風力發電機，其葉片的旋轉軸線與氣流方向平行或水平。基本上，我們稍後再說這些風力發電機。

具有水平旋轉軸的風電場葉片

該型風力發電機利用風能的效率達到48%，遠高於轉盤發電機。這種類型的風力發電機可以帶有兩個和三個葉片。

這裡，當風垂直於發電機葉片的旋轉平面被引導時，實現了裝置的最有效操作。因此，即使在結構上，這種類型的“風力渦輪機”也具有允許發電機垂直於風向自動旋轉的裝置。此類風電場的發電量直接取決於風速（風壓），以及風力渦輪機本身葉片的直徑和麵積。

旋轉木馬或旋轉風電場

這種類型的風力渦輪機具有垂直旋轉軸，其上安裝並固定有輪子，接收風的表面。這種風電場的一個顯著優勢是它們可以在不改變位置的情況下工作——在氣流的任何方向上。此類風力渦輪機運轉緩慢且無聲，採用低速多極發電機作為發電機發電。

具有水平和垂直旋轉軸的現代風電場

其他類型的現代風電場

此外，最近，最新的風力渦輪機開發出現了全新的設計，其結構由位於強大基礎上的三軸承底座組成。底座上裝有一個環形發電機，內置軸承和中心轉子。這種發電機的圓環直徑可達 100 多米。這種風電場用於工業能源生產。

還有正在運行的風電場，由幾十個小型風力渦輪機模塊組成，在結構上結合在一個調試系統中用於發電。

最近，美國專家開發了一種小型渦輪風力發電廠 «Windgate»，並將其投入工業生產，供私營部門使用。渦輪機葉輪直徑達到 1.8 米，並在水平軸上旋轉。這種渦輪機裝置的葉片末端有永磁體，因此我們實際上有一個大轉子 - 在裝置定子的整體外殼中旋轉。這種Windgate風力發電機甚至可以安裝在私人住宅或別墅的屋頂上，效率很高，價格在45-5000美元左右。

結論

應該指出的是，風力發電廠的建設正在不斷改進，相應地，它們的技術參數、空氣動力學也在改進，最重要的是，未來這些生態清潔能源塊的價格越來越不“咬人”對於一個簡單的消費者。