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              風力發電機轉那么慢,一圈能發多少電?

              發布日期:2022-11-02 16:14:22   瀏覽量 :695
              發布日期:2022-11-02 16:14:22  
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              在浙江,有各式各樣的風電場

              嘉興尖山陸上風電場|陳俊華 攝

              臺州大陳島海上風電場|大陳島開發建設管委會 提供

              臨海括蒼山風電場|程夢玨 攝

              這些風電場,為地方經濟發展提供了源源不斷的綠色動力。相信有不少小伙伴都有過這樣的疑惑:這風車轉得這么慢悠悠的,轉一圈能產出幾度電?

              今天小e就來告訴你答案~

              我們先從風力發電機的發電原理說起。

              風力發電機組由葉輪、機艙、塔筒等基礎部件組成。它的發電原理很簡單:機組利用風力帶動風車葉輪旋轉,將風能轉化為機械能,發電機再將機械能轉化為電能,然后電能通過集電線路輸送到風電場升壓站,升壓后再輸送到電網,就可以變成千家萬戶使用的清潔風電了。

              括蒼山風力發電機|陳懷穎 攝

              可一個風電場都由幾十甚至上百組風車組成,這么多風車是如何運作的呢?

              每一臺風車都由風電場的“中樞大腦”——主控室控制,負責風電機組運行的工作人員24小時全天候監測,保證風車的安全與健康。

              下面我們說回開頭的問題,風車葉子轉一圈,能發多少度電?

              一般情況下,風速只要達到3米/秒(微風拂面的感覺),風車就可以旋轉發電。

              以1500千瓦的風機機組為例,機組葉片大約有35米長(約12層樓高)。風力發電機每轉動一周,大概需要4-5秒(但這時的葉尖速度可達280多公里每小時,堪比高鐵速度),可以產生約1.4度電。在正常滿功率的情況下,一天的發電量就可供15個家庭使用1年。這樣一臺風力發電機,每年可以減排3000噸二氧化碳、15噸二氧化硫、9噸二氧化氮。

              像黃巖西部山區的風電場,項目總用地面積1.6727公頃,安裝了28臺單機容量為1500千瓦的風電機組,總裝機規模為42000千瓦,每年上網電量可達8414萬千瓦時。

              那風力發電是不是風越大越好?

              根據能量守恒定律,的確風速越大提供的電能就越多,但我們的風能轉換器在風速達到一定數值時,會因為強度過大而損壞,而且事實上,發電量不取決于葉片轉速。

              因為風力發電機機組中存在一個類似汽車變速箱的裝置,比如變速箱掛到1檔,那么即使葉片轉速非??欤ㄏ喈斢谟烷T踩到底),但通過變速箱傳動到發電機裝置當中仍然是較為恒定的低速(相當于車子還是跑不快),有了這么個裝置,也變向起到了保護作用。而在葉片恒定轉速的情況下,葉片受力增加,功率就會增加,風機的葉片越大,功率越大,相應發電量就越多。

              接著問題又來了,那風也不會乖乖聽話,只往一個方向吹呀?

              不用擔心,風力發電機的頭部集成有傳感器和偏航系統,一旦風向標與風速儀采集到風向與風速變化,偏航系統就會督促偏航電機調整機艙位置,使其平穩地對準風向,最大效率利用風能。

              風力發電有陸上和海上之分

              風電還細分為陸上風電和海上風電。像黃巖布袋山、臨海括蒼山、溫嶺東海塘等都屬于陸上風電場,而像椒江大陳島風電場和玉環科嘯風電場便屬于典型的海上風電場。

              位于大寺基山脊上的黃巖優能風電場|王躍國 攝

              溫州南麂島海上風電場|溫州公司提供

              兩者在建設成本上有很大差異。一般來說海上風電場是陸上風電場建設成本的兩倍,運維費用是陸上風電場的2-4倍。這主要是由于海上施工條件差,施工難度高,再加上海上風電遠離岸邊,臺風、風暴潮等不利海況也會對風電運維造成較大影響。

              為什么我們要繼續往海上發展風電呢?

              大海廣袤無垠,具有豐富的風能資源,海上風電發電利用小時數高、不占用土地、不消耗水資源,適宜大規模開發,發電效率普遍比陸上風電高出20%-40%。換句話說,潛力“杠杠的”。實現碳達峰,風電大有可為。

              舟山六橫海上風電場|張帆 攝

              風能是可再生能源,非常環保。而且風能設施對生態環境影響較小。雖然前期投入較大,但相比水電和火電,后期維護、管理費用極低,是目前新能源領域中技術最成熟、最具規模開發條件和商業化發展的發電方式之一。

              但是,風是一種間歇性可再生能源,在短時間內的功率變化很大,但長時間的功率較為穩定。這使得風力發電無法根據需求而增減發電,不能作為基載電力來源。因此,風力發電必須與其他的電力來源或儲存設施一起使用,才能夠提供穩定的電源。隨著地區的風力發電增加,可能需要更多像是火力發電、核能發電的常規能源作為備用,或是升級電網。

              不過,可以使用電力管理技術來解決這些問題,像是調度不同的再生能源與不同地理分布的發電機組,向鄰近區域的進出口電源、存儲能量等方法。因此,目前電網公司都在探索如何實現新能源的大規模消納。

              浙江
              風電場
              福建阿斯特電氣科技有限公司
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