Ld体育官网 风力发电的机理和历史
风力发电是对环境影响最小的可再生能源之一，是一种可持续的发电方式。风力发电作为全球变暖对策的一部分而受到关注，预计未来其受欢迎程度将继续增加。
风力发电的主要组成部分
风力发电机主要由四个主要部分组成：叶片、轮毂、机舱和塔架。
- ●刀片： 接收风能并将其运动转化为旋转能。
- ●中心： 固定叶片，集中旋转力，并将其传递至转子轴。
- ●机舱： 它装有发电机、增速器等重要部件，起着将旋转能转化为电能的作用。
- ●塔： 在强风的高处支撑机舱，提高发电效率。
当风撞击叶片时，能量导致叶片旋转，并将旋转力传递到轮毂。轮毂通过转子轴将动力传输至机舱内的增速器，从而提高转速。然后动力通过旋转联轴器传输至发电机，发电机高速旋转并发电。产生的电力由穿过机舱、塔架并进入电网的电缆传输。这一系列的流动使得将风力转换成稳定的电能成为可能。
还有一种不使用增速器的直驱式风力发电机，通过将转子的旋转力直接传递至发电机来实现高效发电。此外，它还配备了优化调节风力机方向的偏航系统和调节叶片角度控制转速的变桨系统，在灵活应对风力波动的同时，保证最大发电效率。安全方面，配备了测量风速和风向的风速计、保护设备免受雷击的防雷系统以及抑制过度旋转的制动系统，支持风力发电机的稳定运行。风力发电机除了使用增速器的一般发电方式外，还有一种称为直接驱动方式的方式。这种方法将转子的旋转力直接传递给发电机，而不经过转子轴，从而减少了机械损失，提高了发电效率。
此外，机舱内还安装了各种系统，以提高风力发电的效率和安全性。
- ●偏航系统： 将机舱直接面向风向放置，优化发电效率。
- ●变桨系统：调节叶片角度并控制转子转速。
- ●冷却系统： 抑制增速机和发电机的发热，维持稳定运转。
- ●制动系统： 必要时停止转子旋转，以防止负载过大。
- ●风速计： 实时测量风速和风向以优化驾驶条件。
- ●防雷系统： 防止雷击对设备造成损坏，保障发电安全运行。
这些功能的结合使风力发电机能够安全高效地发电，同时应对波动的风况。
关于陆上风力发电系统
陆上风力发电系统往往安装在风力循环良好的山区或海岸线沿线，利用稳定的风力发电。
好处：
- ・安装成本相对较低，施工比海上风力发电更容易。
- ・由于安装在陆地上，因此易于维护并降低运营成本。
- ・易于连接到电网，可以利用现有的基础设施。
缺点：
- ・可安装的场所有限，因此需要选择适当的场所。
- ・风况波动较大的地区发电难以稳定。
- ・由于噪音和对景观的影响，需要当地居民的理解。
地基有足够的地面支撑，具有能够抵御大台风和大地震的结构。产生的电力通过地下或架空输电线路连接到输电公司的电网，然后通过电力公司供应给客户。日本陆上风力发电中，由于安装地点的限制，单机容量2000kW至3500kW左右的风力发电机是主流。Cosmo Eco Power于1996年在山形县开始商业运营两台400kW风力发电机，作为日本第一家风力发电企业，并持续积极推动陆上风力发电的普及。
关于海上风力发电系统
海上风力发电系统，风力发电机安装在海洋上，发出的电力通过海底电缆输送到与输电公司电网相连的受电和变电设备，然后通过电力公司输送给客户。
好处：
- ・由于风况稳定，发电量比陆上风力发电更稳定。
- ・可设置大型设备，可期待大容量电源。
- ・由于远离人口密集区，噪音问题较少，对景观影响较小。
缺点：
- ・由于建设和维护成本较高，初期投资较大。
- ・安装和维护困难，需要专门的技术和设备。
- ・易受海洋环境影响，有台风、巨浪的风险。
海上风力发电有两种类型：浮动风力发电和锚定风力发电。
- ●漂浮式风力发电： 它用于深度超过60m的水域，系泊在浮式结构中。
- ●落地式风力发电： 用于深度小于60m的浅海并直接固定在海底的方法。
目前，在日本，浮动式风力发电设施示范实验已完成并开始商业运营，固定式风力发电设施在秋田县也已开始商业运营。近期已研制出15000kW大型风力发电机，正在努力进一步提高发电效率。我公司将利用多年来积累的经验，通过海上风力发电，为社会基础设施的稳定供电做出贡献。
风力发电的历史
风力发电的历史始于1880年代英国、美国和丹麦，日本100kW风力发电机的示范项目始于1980年代。其规模逐年增大，近年来已开发出容量为15000kW的大型风力发电机用于海上风力发电。目前大型风力发电机多为三叶片卧式螺旋桨式，但也有两叶片式。水平轴还有其他类型，如荷兰式和多叶片式。荷兰式的目的是利用木制叶片转动风车并将其转化为抽水动力，保护低洼地免受洪水侵袭。顾名思义，多叶片风车有很多叶片（大约20个叶片），虽然叶片数量较少，但适合通过产生高扭矩来抽水。除水平轴风车外，还有立式风车，其中旋转轴垂直于安装表面。由于旋转轴是垂直的，因此可以通过 360° 角有效地接收来自任何风向的风，并且不需要像大型风力涡轮机那样将机舱直接朝向风的偏航机构。水平轴的类型有Darius型、陀螺磨机型、Savonius型，常用于小型风力发电。风力发电系统已从简单且需要较少机械部件的失速控制发展到提高发电效率并实现输出控制的变桨控制。
最后
我们推出的风力发电机也在随着时代的变化而变化。1996年，我们推出了第一台失速控制型风力发电机，2000年，我们推出了第一台变桨控制型风力发电机。此外，风力发电机的研究和发展也在不断进行，与过去的上风式风力发电机相比，据说能够抵抗日本山区的上风风的顺风式风力发电机的引进正在取得进展。本公司引进了Micon、N･E･G Micon、Dewind、Ebara Freiderer Wind Power、Vestas等上风式风力发电机和下风式风力发电机。 由日立制作所制造的产品已投入商业运营。此外，GE可再生能源公司和西门子歌美飒可再生能源公司的最新风力发电机将于2023年4月开始商业运营。我们将继续考虑和引入更高效的风力发电机，努力普及可再生能源。