在我們經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)發(fā)電的設(shè)備時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)一種現(xiàn)象，就是風(fēng)機(jī)的三個(gè)葉片旋轉(zhuǎn)得很慢，不禁會(huì)產(chǎn)生一個(gè)疑問(wèn)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)這到慢，能發(fā)電嗎？
答案是可以的。
風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)速慢的原因很簡(jiǎn)單，這跟自身的重量以及風(fēng)速有很大關(guān)系。
越大型的風(fēng)機(jī)，葉片越長(zhǎng)，重量越大，轉(zhuǎn)得越慢。1.5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片重約6噸，是0.75兆瓦風(fēng)機(jī)葉片的1.8倍，但每分鐘才轉(zhuǎn)18圈，只有0.75兆瓦風(fēng)機(jī)的3/4。
但風(fēng)速越快，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)得越快。1.5兆瓦風(fēng)機(jī)在風(fēng)速達(dá)到3米每秒時(shí)，就可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪提高轉(zhuǎn)速，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
那么，風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)速能不能隨著風(fēng)速的增加而無(wú)限增大呢？
當(dāng)風(fēng)速超過(guò)風(fēng)機(jī)限定速度時(shí)，風(fēng)機(jī)就要停止工作。因?yàn)槿绻D(zhuǎn)速過(guò)快，離心率大大增強(qiáng)，慣性趨勢(shì)會(huì)打破風(fēng)機(jī)自身的平衡，葉片就容易折斷。
因此，每種型號(hào)的風(fēng)機(jī)都有最大轉(zhuǎn)速。當(dāng)風(fēng)速過(guò)快時(shí)，就需要后臺(tái)操作電腦，停止運(yùn)行風(fēng)機(jī)，減少自身慣性帶來(lái)的破壞和磨損。這就相當(dāng)于兩輛相同的汽車，一輛速度是30千米每小時(shí)，一個(gè)200千米每小時(shí)，哪個(gè)剎車更容易一個(gè)道理。所以，扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)慢能更有效保護(hù)風(fēng)機(jī)不受傷害。
事實(shí)上，風(fēng)機(jī)發(fā)電量不取決于葉片旋轉(zhuǎn)的快慢。在葉片恒定轉(zhuǎn)速的情況下，葉片受力增加，功率就會(huì)增加。風(fēng)機(jī)的葉片越大，功率越大，相應(yīng)發(fā)電量就越多。
比如，1.5兆瓦風(fēng)機(jī)在滿功率發(fā)電的情況下，一小時(shí)能發(fā)1500度電。以一個(gè)三口之家在夏季高峰季平均每天用30度電計(jì)算，差不多能用50天。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)
機(jī)艙:機(jī)艙包容著風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備，包括齒輪箱、發(fā)電機(jī)。維護(hù)人員可以通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔進(jìn)入機(jī)艙。機(jī)艙左端是風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，即轉(zhuǎn)子葉片及軸。
轉(zhuǎn)子葉片:捉獲風(fēng)，并將風(fēng)力傳送到轉(zhuǎn)子軸心?，F(xiàn)代600千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，每個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的測(cè)量長(zhǎng)度大約為20米，而且被設(shè)計(jì)得很象飛機(jī)的機(jī)翼。
軸心:轉(zhuǎn)子軸心附著在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低速軸上。
低速軸:風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低速軸將轉(zhuǎn)子軸心與齒輪箱連接在一起。在現(xiàn)代600千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相當(dāng)慢，大約為19至30轉(zhuǎn)每分鐘。軸中有用于液壓系統(tǒng)的導(dǎo)管，來(lái)激發(fā)空氣動(dòng)力閘的運(yùn)行。
齒輪箱:齒輪箱左邊是低速軸，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(jī)械閘:高速軸以1500轉(zhuǎn)每分鐘運(yùn)轉(zhuǎn)，并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。它裝備有緊急機(jī)械閘，用于空氣動(dòng)力閘失效時(shí)，或風(fēng)力發(fā)電機(jī)被維修時(shí)。
發(fā)電機(jī):通常被稱為感應(yīng)電機(jī)或異步發(fā)電機(jī)。在現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，最大電力輸出通常為500至1500千瓦。
偏航裝置:借助電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)艙，以使轉(zhuǎn)子正對(duì)著風(fēng)。偏航裝置由電子控制器操作，電子控制器可以通過(guò)風(fēng)向標(biāo)來(lái)感覺(jué)風(fēng)向。圖中顯示了風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航。通常，在風(fēng)改變其方向時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)一次只會(huì)偏轉(zhuǎn)幾度。
電子控制器:包含一臺(tái)不斷監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)的計(jì)算機(jī)，并控制偏航裝置。為防止任何故障(即齒輪箱或發(fā)電機(jī)的過(guò)熱)，該控制器可以自動(dòng)停止風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)電話調(diào)制解調(diào)器來(lái)呼叫風(fēng)力發(fā)電機(jī)操作員。
液壓系統(tǒng):用于重置風(fēng)力發(fā)電機(jī)的空氣動(dòng)力閘。
冷卻元件:包含一個(gè)風(fēng)扇，用于冷卻發(fā)電機(jī)。此外，它包含一個(gè)油冷卻元件，用于冷卻齒輪箱內(nèi)的油。一些風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有水冷發(fā)電機(jī)。
塔:風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔載有機(jī)艙及轉(zhuǎn)子。通常高的塔具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)殡x地面越高，風(fēng)速越大。現(xiàn)代600千瓦風(fēng)汽輪機(jī)的塔高為40至60米。它可以為管狀的塔，也可以是格子狀的塔。管狀的塔對(duì)于維修人員更為安全，因?yàn)樗麄兛梢酝ㄟ^(guò)內(nèi)部的梯子到達(dá)塔頂。格狀的塔的優(yōu)點(diǎn)在于它比較便宜。
風(fēng)速計(jì)及風(fēng)向標(biāo):用于測(cè)量風(fēng)速及風(fēng)向。
尾舵:常見(jiàn)于水平軸上風(fēng)向的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)(一般在10KW及以下)。位于回轉(zhuǎn)體后方，與回轉(zhuǎn)體相連。主要作用一為調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向，使風(fēng)機(jī)正對(duì)風(fēng)向。作用二是在大風(fēng)風(fēng)況的情況下使風(fēng)力機(jī)機(jī)頭偏離風(fēng)向，以達(dá)到降低轉(zhuǎn)速，保護(hù)風(fēng)機(jī)的作用。
