風(fēng)力機(jī)的功率與風(fēng)輪風(fēng)速的關(guān)系

【專家解說】：小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的組成：小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一般由下列幾部分組成：風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、調(diào)速和調(diào)向機(jī)構(gòu)、停車機(jī)構(gòu)、塔架及拉索等,控制器、蓄電池、逆變器等.
①風(fēng)輪：小型風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪大多用2－3個葉片組成,它是把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的部件.目前風(fēng)輪葉片的材質(zhì)主要有兩種.一種是玻璃鋼材料,一般用玻璃絲布和調(diào)配好的環(huán)氧樹脂在模型內(nèi)手工糊制,在內(nèi)腔填加一些填充材料,手工糊制適用于不同形狀和變截面的葉片但手工制作費工費時,產(chǎn)品質(zhì)量不易控制.國外小風(fēng)機(jī)也采用機(jī)械化生產(chǎn)等截面葉片,大大提高了葉片生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品質(zhì)量.
②發(fā)電機(jī)：小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般采用的是永磁式交流發(fā)電機(jī),由風(fēng)輪驅(qū)動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電經(jīng)過整流后變成可以儲存在蓄電池中的直流電.
③調(diào)向機(jī)構(gòu)、調(diào)速機(jī)構(gòu)和停車機(jī)構(gòu)：為了從風(fēng)中獲取能量,風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)面應(yīng)垂直于風(fēng)向,在小型風(fēng)機(jī)中,這一功能靠風(fēng)力機(jī)的尾翼作為調(diào)向機(jī)構(gòu)來實現(xiàn).同時隨著風(fēng)速的增加,要對風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速有所限制,這是因為一方面過快的轉(zhuǎn)速會對風(fēng)輪和風(fēng)力機(jī)的其他部件造成損壞,另一方面也需要把發(fā)電機(jī)的功率輸出限定在一定范圍內(nèi).由于小型風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)比較簡單,目前一般采用葉輪側(cè)偏式調(diào)速方式,這種調(diào)速機(jī)構(gòu)在風(fēng)速風(fēng)向變化轉(zhuǎn)大時容易造成風(fēng)輪和尾翼的擺動,從而引起風(fēng)力機(jī)的振動.因此,在風(fēng)速較大時,特別是蓄電池已經(jīng)充滿的情況,應(yīng)人工控制風(fēng)力機(jī)停機(jī).在有的小型風(fēng)力機(jī)中設(shè)計有手動剎車機(jī)構(gòu),另外在實踐可采用側(cè)偏停機(jī)方式,即在尾翼上固定一軟繩,當(dāng)需要停機(jī)時,拉動尾翼,使風(fēng)輪側(cè)向于風(fēng)向,從而達(dá)到停車的目的.
④小型風(fēng)力機(jī)的塔架一般由塔管和3－4根拉索組成,高度6－9米,也可根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況靈活選取.
⑤蓄電池是發(fā)電系統(tǒng)中的一個非常重要的部件,多采用汽車用鉛酸電瓶,近年來國內(nèi)有些廠家也開發(fā)出了適用于風(fēng)能太陽能應(yīng)用的專用鉛酸蓄電池.也有選用鎘鎳堿性蓄電池的,但價格較貴.
⑥控制器和逆變器：風(fēng)力機(jī)控制器的功能是控制和顯示風(fēng)力機(jī)對蓄電池的充電,以保證蓄電池不至于過充和過放,以保證蓄電池的正常使用和整個系統(tǒng)的可靠工作.目前風(fēng)力機(jī)控制器一般都附帶一個耗能負(fù)載,它的作用是在蓄電池瓶已充滿,外部負(fù)荷很小時來吸納風(fēng)力機(jī)發(fā)出的電能.
⑦逆變器：逆變器是把直流電（12V、24V、36V、48V）變成220V交流電的裝置,因為目前市場上很多用電器是220V供電的,因此這一裝置在很多應(yīng)用場合是必須的