風力發(fā)電是什么原理，需用什么設備，大約需要多大的風？

【專家解說】：機艙：機艙包容著風電機的關(guān)鍵設備，包括齒輪箱、發(fā)電機。維護人員可以通過風電機塔進入機艙。機艙前端是風電機轉(zhuǎn)子，即轉(zhuǎn)子葉片和軸。 轉(zhuǎn)子葉片：捉獲風，并將風力傳送到轉(zhuǎn)子軸心。在600千瓦級別的風電機上，每個轉(zhuǎn)子葉片的測量長度大約為20米；而在5兆瓦級別的風電機上，葉片長度可以達到近60米。葉片的設計很類似飛機的機翼，制造材料卻大不相同，多采用纖維而不是輕型合金。大部分轉(zhuǎn)子葉片用玻璃纖維強化塑料（GRP）制造。采用碳纖維或芳族聚酰胺作為強化材料是另外一種選擇，但這種葉片對大型風電機是不經(jīng)濟的。木材、環(huán)氧木材、或環(huán)氧木纖維合成物目前還沒有在轉(zhuǎn)子葉片市場出現(xiàn)，盡管目前在這一領(lǐng)域已經(jīng)有了發(fā)展。鋼及鋁合金分別存在重量及金屬疲勞等問題，目前只用在小型風電機上。。實際上，轉(zhuǎn)子葉片設計師通常將葉片最遠端的部分的橫切面設計得類似于正統(tǒng)飛機的機翼。但是葉片內(nèi)端的厚輪廓，通常是專門為風電機設計的。為轉(zhuǎn)子葉片選擇輪廓涉及很多折衷的方面，諸如可靠的運轉(zhuǎn)與延時特性。葉片的輪廓設計，即使在表面有污垢時，葉片也可以運轉(zhuǎn)良好 軸心：轉(zhuǎn)子軸心附著在風電機的低速軸上。 低速軸：風電機的低速軸將轉(zhuǎn)子軸心與變速齒輪箱連接在一起。在一般的風電機上，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相當慢，大約為19至30轉(zhuǎn)每分鐘。軸中有用于液壓系統(tǒng)的導管，來激發(fā)空氣動力閘的運行。 齒輪箱：齒輪箱連接低速軸和高速軸的變速裝置，它可以將高速軸的轉(zhuǎn)速提高至低速軸的50倍。 高速軸及其機械閘：高速軸以超過1500轉(zhuǎn)/分鐘運轉(zhuǎn)，并驅(qū)動發(fā)電機。它裝備有緊急機械閘，用于空氣動力閘失效時，或風電機被維修時。 發(fā)電機：風電機發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能。風電機上的發(fā)電機與普通電網(wǎng)上的發(fā)電設備相比，有所不同：風電機發(fā)電機需要在波動的機械能條件下運轉(zhuǎn)。通常使用的風電機發(fā)電機是感應電機或異步發(fā)電機，最新的風電機已經(jīng)開始使用永磁同步發(fā)電機。目前世界上單機最大電力輸出超過6000千瓦（德國enercon的E-112/114）。 偏航裝置：借助電動機轉(zhuǎn)動機艙，以使轉(zhuǎn)子葉片調(diào)整風向的最佳切入角度。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探知風向。通常，在風改變其方向時，風電機一次只會偏轉(zhuǎn)幾度。值得注意的是，小功率級別的風電機都是通過統(tǒng)一的偏航裝置調(diào)整所有葉片的角度，而最新的風電機大都是每個葉片設置單獨的偏航系統(tǒng)。 電子控制器：一般都使用一臺或多臺不斷監(jiān)控風電機狀態(tài)的計算機，用于控制偏航裝置。一旦風電機發(fā)生故障（即齒輪箱或發(fā)電機的過熱），該控制器可以自動停止風電機的轉(zhuǎn)動，并通過網(wǎng)絡信號通知風電機管理中心。 液壓系統(tǒng)：用于重置風電機的空氣動力閘。