風力發電機為什麼有的轉有的不轉（為什麼風力發電機轉得那麼慢還能發電）

2023-07-29 16:16:05

其實，風機葉片轉速慢的原因很簡單，這跟自身的重量以及風速有很大關係。

越大型的風機，葉片越長，重量越大，轉得越慢。1.5兆瓦風機葉片重約6噸，是0.75兆瓦風機葉片的1.8倍，但每分鐘才轉18圈，只有0.75兆瓦風機的3/4。

但風速越快，風機轉得越快。1.5兆瓦風機在風速達到3米每秒時，就可以通過轉動齒輪提高轉速，從而帶動發電機發電。

那麼，風機葉片轉速能不能隨著風速的增加而無限增大呢？

當風速超過風機限定速度時，風機就要停止工作。因為如果轉速過快，離心率大大增強，慣性趨勢會打破風機自身的平衡，葉片就容易折斷。

因此，每種型號的風機都有最大轉速。當風速過快時，就需要後臺操作電腦，停止運行風機，減少自身慣性帶來的破壞和磨損。這就相當於兩輛相同的汽車，一輛速度是30千米每小時，一個200千米每小時，哪個剎車更容易一個道理。所以，扇葉轉動慢能更有效保護風機不受傷害。

事實上，風機發電量不取決於葉片旋轉的快慢。在葉片恆定轉速的情況下，葉片受力增加，功率就會增加。風機的葉片越大，功率越大，相應發電量就越多。

比如，1.5兆瓦風機在滿功率發電的情況下，一小時能發1500度電。以一個三口之家在夏季高峰季平均每天用30度電計算，差不多能用50天。

風力發電機結構

機艙：機艙包容著風力發電機的關鍵設備，包括齒輪箱、發電機。維護人員可以通過風力發電機塔進入機艙。機艙左端是風力發電機轉子，即轉子葉片及軸。

轉子葉片：捉獲風，並將風力傳送到轉子軸心。現代600千瓦風力發電機上，每個轉子葉片的測量長度大約為20米，而且被設計得很象飛機的機翼。

軸心：轉子軸心附著在風力發電機的低速軸上。

低速軸：風力發電機的低速軸將轉子軸心與齒輪箱連接在一起。在現代600千瓦風力發電機上，轉子轉速相當慢，大約為19至30轉每分鐘。軸中有用於液壓系統的導管，來激發空氣動力閘的運行。

齒輪箱：齒輪箱左邊是低速軸，它可以將高速軸的轉速提高至低速軸的50倍。

高速軸及其機械閘：高速軸以1500轉每分鐘運轉，並驅動發電機。它裝備有緊急機械閘，用於空氣動力閘失效時，或風力發電機被維修時。

發電機：通常被稱為感應電機或異步發電機。在現代風力發電機上，最大電力輸出通常為500至1500千瓦。

偏航裝置：藉助電動機轉動機艙，以使轉子正對著風。偏航裝置由電子控制器操作，電子控制器可以通過風向標來感覺風向。圖中顯示了風力發電機偏航。通常，在風改變其方向時，風力發電機一次只會偏轉幾度。

電子控制器：包含一臺不斷監控風力發電機狀態的計算機，並控制偏航裝置。為防止任何故障(即齒輪箱或發電機的過熱)，該控制器可以自動停止風力發電機的轉動，並通過電話數據機來呼叫風力發電機操作員。

液壓系統：用於重置風力發電機的空氣動力閘。

冷卻元件：包含一個風扇，用於冷卻發電機。此外，它包含一個油冷卻元件，用於冷卻齒輪箱內的油。一些風力發電機具有水冷發電機。

塔：風力發電機塔載有機艙及轉子。通常高的塔具有優勢，因為離地面越高，風速越大。現代600千瓦風汽輪機的塔高為40至60米。它可以為管狀的塔，也可以是格子狀的塔。管狀的塔對於維修人員更為安全，因為他們可以通過內部的梯子到達塔頂。格狀的塔的優點在於它比較便宜。

風速計及風向標：用於測量風速及風向。

尾舵：常見於水平軸上風向的小型風力發電機(一般在10KW及以下)。位於迴轉體後方，與迴轉體相連。主要作用一為調節風機轉向，使風機正對風向。作用二是在大風風況的情況下使風力機機頭偏離風向，以達到降低轉速，保護風機的作用。

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