1. 各种风力发电机
2种
水平轴风力发电机 水平轴风力发电机可分为升力型和阻力型两类。升力型风力发电机旋转速度快,阻力型旋转速度慢。对于风力发电,多采用升力型水平轴风力发电机。大多数水平轴风力发电机具有对风装置,能随风向改变而转动。对于小型风力发电机,这种对风装置采用尾舵,而对于大型的风力发电机,则利用风向传感元件以及伺服电机组成的传动机构。 风力机的风轮在塔架前面的称为上风向风力机,风轮在塔架后面的则成为下风向风机。水平轴风力发电机的式样很多,有的具有反转叶片的风轮,有的再一个塔架上安装多个风轮,以便在输出功率一定的条件下减少塔架的成本,还有的水平轴风力发电机在风轮周围产生漩涡,集中气流,增加气流速度。
垂直轴风力发电机 垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风,在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势,它不仅使结构设计简化,而且也减少了风轮对风时的陀螺力。
2. 风力发电机的
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。每一部分都很重要,各部分功能为: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。
3. 各种风力发电机组
目前风电设备一般在90万欧元/兆瓦左右,即人民币761万。400万可以买0.5兆瓦的风电设备。300KW的风力发电机价格在320万元左右,目前市场上有0.5-2.0兆瓦的风电设备。
要看选择什么样的品牌,多大的功率,什么样的配置等等。一般来说,玉柴、潍柴等国产品牌价格相对便宜一点,像康明斯这样的国际品牌,技术绝对过硬,价格也比较昂贵。功率越大,价钱也越高。配置等级也直接影响到价格的高低。
风力发电机是将风能转换为机械功,机械功带动转子旋转,最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、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,风轮在风力的作用下旋转,它把风的动能转变为风轮轴的机械能,发电机在风轮轴的带动下旋转发电。广义地说,风能也是太阳能,所以也可以说风力发电机,是一种以太阳为热源,以大气为工作介质的热能利用发电机。
4. 最新型的风力发电机
对照表:
2极发电机,3000转/分钟。
4极发电机,1500转/分钟。
6极发电机,1000转/分钟。
8极发电机,750转/分钟。
10极发电机,600转/分钟。
12极发电机,500转/分钟。
20极发电机,300转/分钟。
30极发电机,200转/分钟。
40极发电机,150转/分钟。
60极发电机,100转/分钟。
100极发电机,60转/分钟。
200极发电机,30转/分钟。
5. 各种风力发电机叶片
主流风力发电机叶片叶片尺寸有68m、54m、56m三种。现在世界上最大的风力发电机,它的叶片长度达到164m左右,每一扇发电叶重达到32吨。
不同风场,需与之配套的相应功率风机,才能实现真正的性价比。另外,同样长度的叶片,由于翼型差异,功率并不相同。因此叶片厂家尽可能的在优化叶片结构。实际上真正优秀叶片的具体形状的确定是个非常复杂的过程,对流体力学,空气动力学非常高。
6. 各种风力发电机的视频
如果在变桨系统运行良好的状态下,基本可以抗住10级-12级左右的风力,大约每秒风速20m/s。12级以上的台风,或者是达到14级的超强台风,超大概率会出现折断和倒塌的情况。
风电倒塌
先看看风力等级分布:
中国气象网有一个风力等级的分布图,直接看10级以上的风速:24.5m/s-40m/s是10-12级风力的速度。
风力分布
我们再看看看,海上风力发电机的设计风速。看一下运达风电的风力发电机设计参数。
以前的金风,远景,明阳在他们的产品说明书上面,都是有极大风速参数的,现在都没有了。只有运达风电还留着。我们看一下详细数据。
运达风电风力发电机参数
不知道是否能看清,这里列举一下详细数据:5MW(5000kw),5.2MW,5.5MW,6MW,6.5MW这几个型号:
(1)额定风速都是10.1-10.6m/s。相当于5-6级风力,由于本身风力发电机都比较高,所以高空风速5-6级,可能地面风速感觉起来只有3-4级风(也就是树叶轻轻摇动的风力)。
(2)切入风速都是:20-25m/s。什么叫切出风速,简单的说就是,风速如果达到20M/s,风力发电机就必须要停机,不然就有危险。所谓的切出风速,就是叶片不在工作的风速。
那么怎么进行切出?“切出”这个词语的表面意思就是风电叶片,从风中出来。不在迎风,而是顺风。
叶片顺风,迎风有夹角
这上面的像飞机翅膀的部分,其实是风电叶片的横截面。风机叶片迎风面
叶片横截面受力
在实际的叶片上面,这一个横截面就是下面这样分布的。
受到的力样式
如果遇到强风,要保护风力发电就,就需要把风扇的叶片做到顺风,也就是攻角0度,或者是180度。
叶片攻角变化的情况下,升力和阻力系数变化
可以看到在0度,和180度的时候,正好升力和阻力可以抵消。
实际大风的时候就是这样:
叶片停止状态
这时候的叶片,如果用手掌来比划一下,就类似于正好同风形成一条线,而且恰好迎风。
仔细看视频中的几个风力发电机,都是一个朝向,这个朝向就是风向。
是什么做到叶片的切出?
变桨系统,和偏航系统。
1、偏航系统很好理解,就是大风车转头,玩过折纸的风车都知道,要正对着才能转,这就是偏航。在大风的时候,要正好同风来的方向一致。
2、变桨系统,就是每一个叶片底部,在机箱里面都有电机带动着叶片转动。
风机结构
看到最前面,叶片底部的原型法兰了吗?那个也是可以转动的。
结构是这个样子:
变桨系统
也就是说:在大风的时候,风机保护自己的方式是:变桨+偏航。然后就是停机,保证不动,正面硬抗。
但是这里面有一个问题:振动也会带来损坏。
有风的时候,我们都知道,一般都会出现振动。
2014年7月18日,超强台风“威马逊”台风正面登陆广东湛江徐闻,此次台风连续两次加强,最高风力17级(60米/秒以上);处于主风区内的某风场33台1500/77机组,有13台风机倒塌,另有5台风机损坏(叶片破裂、发电机掉落、机舱被揭开)以致无法运行。
勇士风场
现场倒塌是这样样子。仔细看第一张图,第一张图是顶部的风机掉在了前面,风塔向后倒去。这说明,顶部的风机是在到之前被甩出去的。
这很明显是振动造成的损害。
这就是在极大风速情况下,即便变桨系统运行良好,也有可能被台风损坏。
我们来看看运达风机的极大风速是多少?
是59.5m/s。
我记得金风1.5MW陆地风机,早期的极大风速好像是70m/s。
这基本上就是17级以上台风才能达到速度。
但是这并不是说,就一定能保证抗住17级台风。就像我们上面说的,在施工,或者是变桨系统不按照标准的情况。极有可能在40M/S以上就出现损坏。根据已有的资料记载,大致在50m/s以上的风速,超大概率对风电会带来损害。
如果损坏了风机值不值得修?要不要重建,一台风机多少钱?
按照2021年,海风风电平均招标价格大致在4-4.5元/Wh,算一下一个5MW的风机,大致价格在2200万左右。
如果坏了要不要重建?
风场需要审批,风场相当于地皮,风电塔相当于店铺,目的是要挣钱的。所以损坏了。一般都是考虑重建。不然风场一定会亏损。
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