風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理

風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁秋L(fēng)能利用中最基本的一種方式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般有風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)（包括裝置）、調(diào)向器（尾翼）、塔架、限速安全機(jī)構(gòu)和儲(chǔ)能裝置等構(gòu)件組成。

把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁秋L(fēng)能利用中最基本的一種方式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般有風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)（包括裝置）、調(diào)向器（尾翼）、塔架、限速安全機(jī)構(gòu)和儲(chǔ)能裝置等構(gòu)件組成。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理比較簡(jiǎn)單，風(fēng)輪在風(fēng)力的作用下旋轉(zhuǎn)，它把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪軸的機(jī)械能。發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪軸的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)發(fā)電。

風(fēng)輪是集風(fēng)裝置，它的作用是把流動(dòng)空氣具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪由2個(gè)或3個(gè)葉片構(gòu)成。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，已采用的發(fā)電機(jī)有3種，即直流發(fā)電機(jī)、同步交流發(fā)電機(jī)和異步交流發(fā)電機(jī)。

葉片直徑2.4m的成品

風(fēng)力發(fā)電機(jī)中調(diào)向器的功能是使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪隨時(shí)都迎著風(fēng)向，從而能最大限度地獲取風(fēng)能。一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)幾乎全部是利用尾翼來(lái)控制風(fēng)輪的迎風(fēng)方向的。尾翼的材料通常采用鍍鋅薄鋼板。

限速安全機(jī)構(gòu)是用來(lái)保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行安全的。限速安全機(jī)構(gòu)的設(shè)置可以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)保持基本不變。

塔架是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的支撐機(jī)構(gòu)，稍大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架一般采用由角鋼或圓鋼組成的桁架結(jié)構(gòu)。風(fēng)力機(jī)的輸出功率與風(fēng)速的大小有關(guān)。由于自然界的風(fēng)速是極不穩(wěn)定 的，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率也極不穩(wěn)定。風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能一般是不能直接用在電器上的，先要儲(chǔ)存起來(lái)。目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)用的蓄電池多為鉛酸蓄電池。

風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度（微風(fēng)的程度），便可以開(kāi)始發(fā)電。 風(fēng)力發(fā)電沒(méi)有燃料問(wèn)題，也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染。

風(fēng)力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國(guó)家很流行；我國(guó)也在西部地區(qū)大力提倡。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個(gè)發(fā)電機(jī)頭組成的，而是一個(gè)有一定科技含 量的小系統(tǒng)：風(fēng)力發(fā)電機(jī)＋充電器＋數(shù)字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機(jī)由機(jī)頭、轉(zhuǎn)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(lái)接受風(fēng)力并通過(guò)機(jī)頭轉(zhuǎn) 為電能；尾翼使葉片始終對(duì)著來(lái)風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能；轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能；機(jī)頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn) 生電能。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)因風(fēng)量不穩(wěn)定，故其輸出的是13～25V變化的交流電，須經(jīng)充電器整流，再對(duì)蓄電瓶充電，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護(hù)電路的逆變電源，把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220V市電，才能保證穩(wěn)定使用。

通常人們認(rèn)為，風(fēng)力發(fā)電的功率完全由風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率決定，總想選購(gòu)大一點(diǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，而這是不正確的。目前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)只是給電瓶充電，而由電瓶把電 能貯存起來(lái)，人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關(guān)系。功率的大小更主要取決于風(fēng)量的大小，而不僅是機(jī)頭功率的大小。在內(nèi)地，小的風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì) 比大的更合適。因?yàn)樗菀妆恍★L(fēng)量帶動(dòng)而發(fā)電，持續(xù)不斷的小風(fēng)，會(huì)比一時(shí)狂風(fēng)更能供給較大的能量。當(dāng)無(wú)風(fēng)時(shí)人們還可以正常使用風(fēng)力帶來(lái)的電能，也就是說(shuō) 一臺(tái)200W風(fēng)力發(fā)電機(jī)也可以通過(guò)大電瓶與逆變器的配合使用，獲得500W甚至1000W乃至更大的功率出。

使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)，就是源源不斷地把風(fēng)能變成我們家庭使用的標(biāo)準(zhǔn)市電，其節(jié)約的程度是明顯的，一個(gè)家庭一年的用電只需20元電瓶液的代價(jià)。而現(xiàn)在的風(fēng) 力發(fā)電機(jī)比幾年前的性能有很大改進(jìn)，以前只是在少數(shù)邊遠(yuǎn)地區(qū)使用，風(fēng)力發(fā)電機(jī)接一個(gè)15W的燈泡直接用電，一明一暗并會(huì)經(jīng)常損壞燈泡。而現(xiàn)在由于技術(shù)進(jìn) 步，采用先進(jìn)的充電器、逆變器，風(fēng)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(gè)常年不花錢的路燈；高速公 路可用它做夜晚的路標(biāo)燈；山區(qū)的孩子可以在日光燈下晚自習(xí)；城市小高層樓頂也可用風(fēng)力電機(jī)，這不但節(jié)約而且是真正綠色電源。家庭用風(fēng)力發(fā)電機(jī)，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(xué)校、部隊(duì)乃至落后的山區(qū)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)正在成為人們的采購(gòu)熱點(diǎn)。無(wú)線電愛(ài)好者可用自己的技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電 方面為山區(qū)人民服務(wù)，使人們看電視及照明用電與城市同步，也能使自己勞動(dòng)致富。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)：風(fēng)力發(fā)電原理是把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為風(fēng)輪軸的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能到化學(xué)能最后到電能！

發(fā)電機(jī)還是有三種：直流發(fā)電機(jī)，同步/異步交流發(fā)電機(jī)！

詳細(xì)的制作過(guò)程如下：

報(bào)廢轎車的輪轂作為風(fēng)電機(jī)的輪轂

更換輪轂軸承

繞線機(jī)——用來(lái)繞制風(fēng)電機(jī)線圈

繞制線圈

繞好的線圈——作為定子

引出線頭鍍錫

定子線圈在模子里排列成一圈

模子里倒入樹脂固化

磁鐵排列成一圈——作為轉(zhuǎn)子，倒入樹脂并固化

你看鋸子都被吸住了，磁性很好

定子和轉(zhuǎn)子進(jìn)行拼合

脫模

澆注好的定子中心上準(zhǔn)備裝上轉(zhuǎn)軸，白色的塑料圈是用來(lái)倒入樹脂的

澆注固化好的定子轉(zhuǎn)軸

進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組裝

制作葉片

葉片組裝前檢驗(yàn)

葉片裝在轉(zhuǎn)子上

葉片根部細(xì)節(jié)

制作整流轉(zhuǎn)換器

接線

自制風(fēng)力發(fā)電機(jī)-裝上轉(zhuǎn)子，用卡片使定子和轉(zhuǎn)子之間保持1.5mm左右的間隙

自制風(fēng)力發(fā)電機(jī)-裝配葉片

自制風(fēng)力發(fā)電機(jī)-風(fēng)電機(jī)準(zhǔn)備立起來(lái)

能源行業(yè)風(fēng)力發(fā)電勢(shì)頭漸勁，正吸引著電力公用事業(yè)、石油生產(chǎn)商和設(shè)備制造商等主要的國(guó)際投資者。

商業(yè)風(fēng)力發(fā)電興起始于20世紀(jì)90年代的歐洲。切爾諾貝利災(zāi)難發(fā)生后人們反對(duì)發(fā)展核電，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)后人們對(duì)石油供應(yīng)感到擔(dān)心，人們認(rèn)為北歐更適合 發(fā)展風(fēng)力發(fā)電。 現(xiàn)在業(yè)內(nèi)分析家認(rèn)為，常規(guī)能源成本驟增以及***和技術(shù)因素對(duì)加快風(fēng)力發(fā)電將產(chǎn)生有利影響。高油價(jià)促使人們關(guān)注風(fēng)力發(fā)電。盡管利用石油發(fā)電數(shù)量很少，但是 高油價(jià)對(duì)天然氣和煤等被廣泛用來(lái)發(fā)電的其它燃料價(jià)格有間接的影響。風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展也得益于各國(guó)對(duì)降低溫室氣體排放和減少其它形式的空氣污染的承諾，其中包 括《京都議定書》以及歐盟制訂的開(kāi)發(fā)可再生能源的目標(biāo)。 業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，利用風(fēng)力發(fā)電的國(guó)家越來(lái)越多，這個(gè)行業(yè)正處在“重大轉(zhuǎn)變時(shí)刻”。隨著市場(chǎng)的擴(kuò)大，傳統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備廠商，比如日本的三菱重工、德國(guó)的西門子和 美國(guó)的通用電氣，已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)大型的風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)。通用電氣公司認(rèn)為，風(fēng)力發(fā)電仍將是全球能源工業(yè)增長(zhǎng)最快的部門。殼牌公司預(yù)期2050年可再生能源將 滿足1/4或1/3的世界能源需求，其中存在巨大的商機(jī)，風(fēng)力發(fā)電是主要投資領(lǐng)域。

目前世界風(fēng)力發(fā)電功率約為5萬(wàn)兆瓦，其中歐洲為3.4萬(wàn)兆瓦。歐洲在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域占主導(dǎo)地位，中國(guó)和印度等亞洲國(guó)家風(fēng)力發(fā)電出現(xiàn)積極增長(zhǎng)，美國(guó)可能成為風(fēng)力發(fā)電的最大市場(chǎng).