風能的利用

制造風能機械，利用風力發(fā)電是風能利用的兩項主要內容。風力發(fā)動機是一種把風能變成機械能的能量轉化裝置。如圖1－4所示，風力發(fā)動機由5部分組成：screen.width-400)this.style.width=screen.width-400;">（1）風輪。風輪由二個或多個葉片組成，安裝在機頭上，是把風能轉化為機械能的主要部件。（2）機頭。機頭是支承風輪軸和上部構件（如發(fā)電機和齒輪變速器等）的支座，它能繞塔架中的豎直軸自由轉動。（3）機尾。機尾裝于機頭之后，它的作用是保證在風向變化時，使風輪正對風向。（4）回轉體。回轉體位于機頭底盤和塔架之間，在機尾力矩的作用下轉動。（5）塔架。塔架是支撐風力發(fā)動機本體的構架，它把風力發(fā)動機架設在不受四周障礙物影響的高空中。根據(jù)風輪葉片的數(shù)目，風力發(fā)動機分為少葉式和多葉式兩種。少葉式有2～4個葉片，具有轉速高，單位功率的均勻質量小，結構緊湊的優(yōu)點；常用在年均勻風速較高的地區(qū)。是目前主要用作風力發(fā)電機的原動機。其缺點是啟動較為困難。多葉式一般有4～24個葉片，常用于年均勻風速低于3～4米／秒的地區(qū)；具有易啟動的優(yōu)點，因此利用率較高。由于轉速低，多用于直接驅動農牧業(yè)機械。風力發(fā)動機的風輪與紙風車轉動原理一樣，但是，風輪葉片具有比較公道的外形。為了減小阻力，其斷面呈流線型。前緣有很好的圓角，尾部有相當尖銳的后緣，表面光滑，風吹來時能產生向上的協(xié)力，驅動風輪很快地轉動。對于功率較大的風力發(fā)動機，風輪的轉速是很低的，而與之聯(lián)合工作的機械，轉速要求較高，因此必須設置變速箱，把風輪轉速進步到工作機械的工作轉速。風力發(fā)動機只有當風垂直地吹向風輪轉動面時，才能發(fā)出最大功率來，由于風向多變，因此還要有一種裝置，使之在風向變化時，保證風輪隨著轉動，自動對淮風向，這就是機尾的作用。風力發(fā)動機是多種工作機械的原動機。利用它帶動水泵和水車，就是風力提水機；帶動碾米機，就是風力碾米機；此類機械統(tǒng)稱為風能的直接利用裝置。帶動發(fā)電機的就叫風力發(fā)電機。它們均由兩大部分組成，一部分是風力發(fā)動機本體和附件，是把風能轉化為機械能的裝置；另一部分是電氣部分，包括發(fā)電機及電氣裝置，把機械能轉化為電能，并可靠地提供給用戶。小風力發(fā)電機的容量不大，功率一般從幾瓦到幾千瓦，大都具有結構簡單，搬運方便的優(yōu)點。按風力發(fā)動機與發(fā)電機的連接方式分，有變速連接的和直接連接的兩種。在風能的利用中，蓄能是一個重要的題目。特別是對于風力發(fā)電，在很大程度上，其生命力由蓄能裝置（如蓄電池）的可靠程度來決定。有了蓄能裝置，在有風的時候，把多余的能量儲存起來；在無風時，輸出應用。各種蓄能方式的研究是風能利用的一個急待解決的重要任務。

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