設為首頁(yè) | 加入收藏
歡迎訪(fǎng)問(wèn)榆林市長(cháng)江送變電工程有限責任公司
變電實(shí)驗 您當前的位置:首頁(yè) > 業(yè)務(wù)發(fā)展 > 變電實(shí)驗 >

海上風(fēng)電:風(fēng)葉轉一圈能發(fā)多少電?

風(fēng)電場(chǎng)為地方經(jīng)濟發(fā)展提供了源源不斷的綠色動(dòng)力。相信有不少小伙伴都有過(guò)這樣的疑惑:這風(fēng)車(chē)轉得這么慢悠悠的,轉一圈能產(chǎn)出幾度電?

要回答這個(gè)問(wèn)題,我們要先從風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)電原理說(shuō)起。

 

風(fēng)力發(fā)電機組由葉輪、機艙、塔筒等基礎部件組成。它的發(fā)電原理很簡(jiǎn)單:機組利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車(chē)葉輪旋轉,將風(fēng)能轉化為機械能,發(fā)電機再將機械能轉化為電能,然后電能通過(guò)集電線(xiàn)路輸送到風(fēng)電場(chǎng)升壓站,升壓后再輸送到電網(wǎng),就可以變成千家萬(wàn)戶(hù)使用的清潔風(fēng)電了。

可一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)都由幾十甚至上百組風(fēng)車(chē)組成,這么多風(fēng)車(chē)是如何運作的呢?

每一臺風(fēng)車(chē)都由風(fēng)電場(chǎng)的“中樞大腦”——主控室控制,負責風(fēng)電機組運行的工作人員24小時(shí)全天候監測,保證風(fēng)車(chē)的安全與健康。

一般情況下,風(fēng)速只要達到3米/秒(微風(fēng)拂面的感覺(jué)),風(fēng)車(chē)就可以旋轉發(fā)電。

以1500千瓦的風(fēng)機機組為例,機組葉片大約有35米長(cháng)(約12層樓高)。風(fēng)力發(fā)電機每轉動(dòng)一周,大概需要4~5秒(但這時(shí)的葉尖速度可達280多公里每小時(shí),堪比高鐵速度),可以產(chǎn)生約1.4度電。在正常滿(mǎn)功率的情況下,一天的發(fā)電量就可供15個(gè)家庭使用1年。這樣一臺風(fēng)力發(fā)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。

 

風(fēng)力發(fā)電是不是風(fēng)越大越好?

根據能量守恒定律,的確風(fēng)速越大提供的電能就越多,但我們的風(fēng)能轉換器在風(fēng)速達到一定數值時(shí),會(huì )因為強度過(guò)大而損壞,而且事實(shí)上,發(fā)電量不取決于葉片轉速。

因為風(fēng)力發(fā)電機機組中存在一個(gè)類(lèi)似汽車(chē)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(mén)踩到底),但通過(guò)變速箱傳動(dòng)到發(fā)電機裝置當中仍然是較為恒定的低速(相當于車(chē)子還是跑不快),有了這么個(gè)裝置,也變相起到了保護作用。而在葉片恒定轉速的情況下,葉片受力增加,功率就會(huì )增加,風(fēng)機的葉片越大,功率越大,相應發(fā)電量就越多。

接著(zhù)問(wèn)題又來(lái)了,那風(fēng)也不會(huì )乖乖聽(tīng)話(huà),只往一個(gè)方向吹呀?

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

 

為什么要發(fā)展海上風(fēng)電?

大海廣袤無(wú)垠,具有豐富的風(fēng)能資源,海上風(fēng)電發(fā)電利用小時(shí)數高、不占用土地、不消耗水資源,適宜大規模開(kāi)發(fā),發(fā)電效率普遍比陸上風(fēng)電高出20%~40%。換句話(huà)說(shuō),潛力“杠杠的”。實(shí)現碳達峰,風(fēng)電大有可為。

風(fēng)能是可再生能源,非常環(huán)保。而且風(fēng)能設施對生態(tài)環(huán)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(lǐng)域中技術(shù)最成熟、最具規模開(kāi)發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展的發(fā)電方式之一。

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

不過(guò),可以使用電力管理技術(shù)來(lái)解決這些問(wèn)題,像是調度不同的再生能源與不同地理分布的發(fā)電機組,向鄰近區域的進(jìn)出口電源、存儲能量等方法。因此,目前電網(wǎng)公司都在探索如何實(shí)現新能源的大規模消納。