上柴发电机国产柴油发电机组

　　小型风力发电机生产设备及工艺流程 发电风力发电机初出现在十九世纪末。自二十世纪八十年代 起，这项技术不断发展并日渐成熟，适合工业应用。近二三十年，典 型的风力发电机的风轮直径不断增大，而额定功率也不断提升。在二 十一世纪 00 年代初，风力发电机经济效益的额定输出功率范围 在 600 千瓦至 750 千瓦之间，而风轮直径则在 40 米至 47 米之间。当 时所有制造商都有生产这类风力发电机。新一代的兆瓦级风力发电机 是以这类机种作为基础发展出来的。二零零七年初，有一些制造商开 始生产额定功率为几兆瓦而风轮直径达到约 90 米的风力发电机(例 如 VestasV903.0 兆瓦风电机，NordexN902.5 兆瓦风电机等等)，甚 至有些直径达 100 米(如 GE3.6 兆瓦风电机)。这些大型风力发电机主 要市场是欧洲。在欧洲，上柴发电机适合风电的地段日渐减少，因此有逼切性安 装发电能力尽量高的风力发电机。另一类更大型的为海上应用而设计 的风力发电机，已经完成设计并制成原型机。例如 REPower 设计 的风力发电机风轮直径达 126 米，功率达 5 兆瓦。1)风的功率风的能 量指的是风的动能。特定质量的空气的动能可以用下列公式计算。能 量=1/2X 质量 X(速度)^2 吹过特定面积的风的的功率可以用下列公式 计算。功率=1/2X 空气密度 X 面积 X(速度)^3 其中，功率单位为瓦特; 空气密度单位为千克/立方米;面积指气流横截面积，单位为平方米; 速度单位为米/秒。在海平面高度和摄氏 15 度的条件下，乾空气密度 为 1.225 千克/立方米。空气密度随气压和温度而变。随著高度的升 1 高，空气密度也会下降。于上述公式中可以看出，风的功率与速度的 三次方〔立方〕成正比，并与风轮扫掠面积成正比。小型发电机299元不过实际上，风 轮只能提取风的能量中的一部分，柴油发电机排名前十而非全部。手摇发电机图片2)风力发电机的工作原 理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。风力发电机的风轮并不能 提取风的所有功率。根据 Betz 定律，理论上风电机能够提取的 功率，是风的功率的 59.6%。大多数风电机只能提取风的功率的 40% 或者更少。国产柴油发电机组风力发电机主要包含三部分∶风轮、机舱和塔杆。大型与 电网接驳的风力发电机的常见的结构，是横轴式三叶片风轮，并安 装在直立管状塔杆上。风轮叶片由复合材料制造。不像小型风力发电 机，大型风电机的风轮转动相当慢。比较简单的风力发电机是采用固 定速度的。通常采用两个不同的速度-在弱风下用低速和在强风下用 高速。这些定速风电机的感应式异步发电机能够直接发产生电网频率 的交流电。比较新型的设计一般是可变速的(比如 Vestas 的 V52-850 千瓦风电机转速为每分钟 14 转到每分钟 31.4 转)。利用可 变速操作，风轮的空气动力效率可以得到改善，从而提取更多的能量， 而且在弱风情况下噪音更低。因此，变速的风电机设计比起定速风电 机，越来越受欢迎。机舱上安装的感测器探测风向，透过转向机械装 置令机舱和风轮自动转向，面向来风。风轮的旋转运动通过齿轮变速 箱传送到机舱内的发电机(如果没有齿轮变速箱则直接传送到发电 机)。在风电工业中，配有变速箱的风力发电机是很普遍的。不过， 2 为风电机而设计的多极直接驱动式发电机，也有显著的发展。设于塔 底的变压器(或者有些设于机舱内)可提升发电机的电压到配电网电 压(香港的情况为 11 千伏)。所有风力发电机的功率输出是随著风力 而变的。强风下常见的两种限制功率输出的方法(从而限制风轮所 承受压力)是失速调节和斜角调节。使用失速调节的风电机，超过额 定风速的强风会导致通过业片的气流产生扰流，令风轮失速。当风力 过强时，业片尾部制动装置会动作，令风轮刹车。使用斜角调节的风 电机，每片叶片能够以纵向为轴而旋转，叶片角度随著风速不同而转 变，从而改变风轮的空气动力性能。当风力过强时，叶片转动至迎气 边缘面向来风，国产柴油发电机组从而令风轮刹车。叶片中嵌入了避雷条，当叶片遭到 雷击时，可将闪电中的电流引导到地下去。3)风力发电机的功率曲线 在风速很低的时候，风电机风轮会保持不动。当到达切入风速时(通 常每秒 3 到 4 米)，风轮开始旋转并牵引发电机开始发电。随著风力 越来越强，输出功率会增加。当风速达到额定风速时，风电机会输出 其额定功率。之后输出功率会保留大致不变。当风速进一步增加，达 到切出风速的时候，风电机会刹车，不再输出功率，为免受损。风力 发电机的性能可以用功率曲线来表达。手摇发电机图片功率曲线是用作显示在不同风 速下(切入风速到切出风速)风电机的输出功率。4)风力发电机的额定 输出功率风力发电机的额定输出功率是配合特定的额定风速设而定 的。由于能量与风速的立方成正比，因此，风力发电机的功率会随风 速变化会很大。同样构造和风轮直径的风电机可以配以不同大小的发 电机。因此两座同样构造和风轮直径的风电机可能有相当不同的额定 3 输出功率值，这取决于它的设计是配合强风地带(配较大型发电机) 或弱风地带(配较小型发电机)。5)风力发电机的主要种类横轴风力发 电机和竖轴风力发电机根据叶片固定轴的方位，风力发电机可以分为 横轴和竖轴两类。横轴式风电机工作时转轴方向与风向一致，竖轴式 风电机转轴方向与风向成直角。横轴式风电机通常需要不停地变向以 保持与风向一致。而竖轴式风电机则不必如此，因为它可以收集不同 来向的风能。横轴式风电机在世逆风风电机是一种风轮面向来风的横 轴式风电机。而对于顺风风电机，来风是从风轮的背后吹来。大多数 的风力发电机是逆风式的。单叶片、双叶片和三叶片风力发电机叶片 的数目由很多因素决定，国产柴油发电机组其中包括空气动力效率、上柴发电机复杂度、成本、噪 音、美学要求等等。大型风力发电机可由 1、2 或者 3 片叶片构成。 叶片较少的风力发电机通常需要更高的转速以提取风中的能量，因此 噪音比较大。而如果叶片太多，无刷发电机它们之间会相互作用而降低系统效率。 目前 3 叶片风电机是主流。从美学角度上看，3 叶片的风电机看上去 较为平衡和美观。6)岸上风电场岸上风电系统可以是仅有一台风电 机，或者由多台风电机器线性排列或方阵排列形成风电场。风电场的 风力发电机相互之间需要有足够的距离，以免造成过强的湍流相互影 响，或由于尾流效应而严重减低后排风电机的功率输出。为了配合 运送大型设备(特别是叶片)到安装现场，须要建设道路。另外亦须要 建设输电线，把风电场的输出连接到电网接入点。7)世界各地的风力 发电装置到 2005 年底，世界总风力发电装机容量达 58 千兆瓦。上柴发电机德国、 西班牙、美国、印度和丹麦是以风力发电装机容量来算前几名的国家。 4 在丹麦，风能发电提供该国总用电量的 20%。香港台大型风力发 电机是由香港电灯集团于 2005 年末安装在南丫岛上，并于 2006 年二 月正式启用。该机额定输出功率为 800 千瓦。风能是可再生能源发展 中快的部分。由 1995 年到 2005 年之间的年增长率为 28.5%。根据 德国风能会(DEWI)的估计，风能发电的年增长率将保持高增长率，在 2012 年或之前全球风力发电装机容量可能达到 150 千兆瓦。 5
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