淺談風能發(fā)電的原理

目前，全球都面臨著能源挑戰(zhàn)，氣候變化，日益增長的能源需求，能源安全問題得到廣泛關注。

　　風能資源是清潔的可再生能源，安全、清潔、資源豐富，取之不竭，是一種永久性的大量存在的本地資源，可為我們提供長期穩(wěn)定的能源供應。風力發(fā)電是新能源領域中技術最成熟、最具規(guī)模、開發(fā)商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一。發(fā)展風電對于保障能源安全，調整能源結構，減輕環(huán)境污染，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等都具有非常重要的意義。

　　風力發(fā)電的原理：是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。依據目前的風車技術，大約是每秒三公里的微風速度（微風的程度），便可以開始發(fā)電。風力發(fā)電正在世界上形成一般熱潮，為風力發(fā)電沒有燃料問題，也不會產生輻射或空氣污染。風力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行，我國也在西部地區(qū)大力提倡，小型風力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個發(fā)電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統(tǒng)；風力發(fā)電機+充電器+數字逆變器，風力發(fā)電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成，每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風力并通過機頭轉為電能；尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能；轉體能使機頭靈活地轉動以實現(xiàn)尾翼調整方向的功能；機頭的轉子是永磁體，定子繞組切割磁力線產生電能。風力發(fā)電機因風量不穩(wěn)定，故其輸出的是13-25V變化的交流電，須經充電器整流，再對蓄電瓶充電。使風力發(fā)電機產生的電能變成化學能，然后用有保護電路的逆變電源，把電瓶里的化學能轉變成交流220V市電，才能保證穩(wěn)定使用。通常人們認為風力發(fā)電的功率完全由風力發(fā)電機的功率決定，總想選購大一點的風力發(fā)電機，而這是不正確的，目前的風力發(fā)電機只是給電瓶充電，而由電瓶把電能貯存起來，人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關系。功率的大小更主要取決于風量的大小，而不僅是機頭功率的大小。在內地，小的風力發(fā)電機會比大的更合適。因為，它更容易被小風量帶動而發(fā)電，持續(xù)不斷的小風，會比一時狂風更能供給較大的能量，當無風時人們還可以正常使用風力帶來的電能，也就是說一臺220W風力發(fā)電機也可以通過大電瓶與逆變器的配合作用，獲得500W甚至1000W乃至更大的功率出。使用風力發(fā)電機，就是源源不斷地把風能變成我們家庭使用的標準市電，其節(jié)約的程度是明顯的，一個家庭一年的用電只需20元充電瓶液的代價。由于現(xiàn)在技術的進步，均采用先進的充電器、逆變器，風力發(fā)電成為有一定科技含量的小系統(tǒng)，并能在一定條件下代替正常的市電，山區(qū)可以借此系統(tǒng)做一個常年不花錢的路燈，高速公路可用它做夜晚的路標燈；山區(qū)的孩子可以在日光燈下晚自習；城市小高層樓頂也可用風力電機，這不但節(jié)約而且是真正綠色電源，家庭用風力發(fā)電機，不但可以防止停電，而且還能增加生活情趣，在旅游景區(qū)、邊防、學校、部隊乃至落后的山區(qū)，風力發(fā)電機正在成為人們的采購熱點，無線電愛好者可用自己的技術在風力發(fā)電方面為山區(qū)人民服務。使人們看電視及照明用電與城市同步，也能使自己勞動致富。

　　另外，大型發(fā)電風電場址的確定，一般需要達到兩個要求：一是場址的風能資源比較豐富，年平均風速在6米/s以上，年平均有效風功率密度大于200米/m2，年有效風速小時數（3-25m/s）不小于5000小時。二是場地面積需達到一定的規(guī)模，以便有足夠的場地布置風機。