風力發電的物理 - 社會議題

By Elvira
at 2009-10-19T00:00

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幫我查風力發電的物理
　
　
　
　
　
　
　
　
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By Hedda
at 2009-10-20T13:17

風力發電有
機械，電子，光電,空氣動力學,機電一體化,電力,大氣物理學,天文學,經典力學,系統工程。

風力發電原理

風力發電的原理，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，來促使發電機發電。把風能轉變為電能是風能利用中最基本的一種方式。風力發電機一般有風輪、發電機（包括裝置）、調向器（尾翼）、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成

把風能轉變為電能是風能利用中最基本的一種方式。風力發電機一般有風輪、發電機（包括裝置）、調向器（尾翼）、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。風力發電機的工作原理比較簡單，風輪在風力的作用下旋轉，它把風的動能轉變為風輪軸的機械能。發電機在風輪軸的帶動下旋轉發電。

風輪是集風裝置，它的作用是把流動空氣具有的動能轉變為風輪旋轉的機械能。一般風力發電機的風輪由2個或3個葉片構成。在風力發電機中，已採用的發電機有3種，即直流發電機、同步交流發電機和非同步交流發電機。

風力發電機中調向器的功能是使風力發電機的風輪隨時都迎著風向，從而能最大限度地獲取風能。一般風力發電機幾乎全部是利用尾翼來控制風輪的迎風方向的。尾翼的材料通常採用鍍鋅薄鋼板。

限速安全機構是用來保證風力發電機運行安全的。限速安全機構的設置可以使風力發電機風輪的轉速在一定的風速範圍內保持基本不變。
塔架是風力發電機的支撐機構，稍大的風力發電機塔架一般採用由角鋼或圓鋼組成的桁架結構。風力機的輸出功率與風速的大小有關。由於自然界的風速是極不穩定的，風力發電機的輸出功率也極不穩定。風力發電機發出的電能一般是不能直接用在電器上的，先要儲存起來。目前風力發電機用的蓄電池多為鉛酸蓄電池。

風力發電的原理，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，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三公尺的微風速度（微風的程度），便可以開始發電。風力發電沒有燃料問題，也不會產生輻射或空氣污染。

風力發電在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國也在西部地區大力提倡。小型風力發電系統效率很高，但它不是只由一個發電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統：風力發電機＋充電器＋數字逆變器。風力發電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風力並通過機頭轉為電能；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。

風力發電機因風量不穩定，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，使風力發電機產生的電能變成化學能。然後用有保護電路的逆變電源，把電瓶裏的化學能轉變成交流220V市電，才能保證穩定使用。

通常人們認為，風力發電的功率完全由風力發電機的功率決定，總想選購大一點的風力發電機，而這是不正確的。目前的風力發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係。功率的大小更主要取決於風量的大小，而不僅是機頭功率的大小。在內地，小的風力發電機會比大的更合適。因為它更容易被小風量帶動而發電，持續不斷的小風，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，也就是說一台200W風力發電機也可以通過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。

彙整***

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