電影《信條》裡用海上風力發電機沿逆時針旋轉來表現時光倒流的場景,令人震撼。風力發電,是怎麼發出來的電?
風力發電機是将風能轉換為機械功,機械功帶動轉子旋轉,最終輸出交流電的電力設備。風力發電機組輸出的電能,通過集電線路輸送到風電場升壓站,升壓站升壓後再輸送到電網,就變成了千家萬戶可以使用的清潔風電了。
三菱維斯塔斯海上風電公司制造安裝的世界上最大的風力發電機V164,高達220米,3個巨型的大“葉子”長達80米,比波音747客機還要長。這台風機24小時内能發電26萬度,夠數百戶家庭供電1個月,它在丹麥建成後被運到全世界各地。
看到圖,好多人要問了,風機轉這麼慢,能發什麼電啊?事實上,風機發電量不取決于葉片旋轉的快慢,而風機葉片轉速快慢,跟自身的重量以及風速有很大關系。
首先,對于越大型的風機,葉片越長,重量越大,轉得越慢。例如,1.5兆瓦的風機葉片重約6噸,每分鐘才轉18圈。
其次,風速越快,風機轉得越快。1.5兆瓦風機在風速達到3米/秒時,就可以通過轉動齒輪提高轉速,從而帶動發電機發電。
最後,風機的葉片越大,發電量越多。風機發電量不取決于葉片旋轉的快慢。在葉片恒定轉速的情況下,葉片受力增加,功率就會增加。風機葉片越大,風機的葉片功率越大,相應發電量就越多。
既然是風越大,發電越多,但為什麼不讓風機飛速轉呢?因為風機也怕大風。
在風力發電上,每種型号的風機都限定了最大轉速,這完全是考慮到風機運行的安全。當風速過快時,風機要停止工作。因為如果轉速過快,離心率大大增強,風機自身慣性會帶來破壞和磨損,葉片就容易折斷。
舉個形象的例子,兩輛相同的汽車,一輛速度是30千米/小時,一個200千米/小時,哪個刹車更容易?所以,扇葉轉動慢能更有效保護風機不受傷害。
那麼問題來了,“大風車”轉啊轉,一圈能發多少電?
以1.5兆瓦的風機機組為例,它的葉片有35米長,高度有75米之高,風車轉動一圈,掃風面積可達5300平方米,相當于13個标準籃球場那麼大。一般情況下,當風速達到3米/秒,風車就可以旋轉發電。當風速達到25米/秒,未來安全考慮,風車會停機。
1.5兆瓦機組的葉片每轉動一圈,可以産生約1.4度電,它一天的發電量可以供15個家庭使用一年。
風能發電和太陽能發電都屬于新能源,新能源發電,“風光”無限好。當前是“碳達峰”“碳中和”的窗口期,做好構建清潔低碳安全高效的能源體系是國家戰略。在新能源制造領域,新能源汽車锂電池生産組裝、光伏太陽能生産過程中,直線電機将發揮重要作用。小藍動力導軌作為直線傳動領域終極解決方案,在這場能源變革中将得到廣泛地應用。
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