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風(fēng)能和電能發(fā)電的原理
風(fēng)力（風(fēng)能）發(fā)電的原理
風(fēng)能
風(fēng)能是一種有很大潛力的新能源，越來越多的國家重視利用風(fēng)力發(fā)電,，開發(fā)新能源,，像丹麥、瑞典,、蘇聯(lián),、美國等等，越來越多的風(fēng)力發(fā)電裝置投入運(yùn)行,。風(fēng)能是清潔能源之一,，取之不盡用之不竭,，風(fēng)力發(fā)電前景光明,。那么，究竟是怎樣把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能,，供人們使用的呢,？風(fēng)力發(fā)電的原理是什么？
我們把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能,，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,，這就是風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電的原理,，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電,。風(fēng)力發(fā)電所需要的裝置,，稱作風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,。這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，大體上可分風(fēng)輪（包括尾舵）,、發(fā)電機(jī)和鐵塔三部分,。（大型風(fēng)力發(fā)電站基本上沒有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才會(huì)擁有尾舵）,。
風(fēng)輪是把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的重要部件,，它由兩只（或更多只）螺旋槳形的葉輪組成。當(dāng)風(fēng)吹向槳葉時(shí),，槳葉上產(chǎn)生氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng),。槳葉的材料要求強(qiáng)度高、重量輕,，目前多用玻璃鋼或其它復(fù)合材料（如碳纖維）來制造,。
由于風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速比較低，而且風(fēng)力的大小和方向經(jīng)常變化,，這使轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定,；所以，在帶動(dòng)發(fā)電機(jī)之前,，還必須附加一個(gè)把轉(zhuǎn)速提高到發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的齒輪變速箱,，再加一個(gè)調(diào)速機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定，然后再聯(lián)接到發(fā)電機(jī)上,。為保持風(fēng)輪始終對準(zhǔn)風(fēng)向以獲得zui大的功率,，還需在風(fēng)輪的后面裝一個(gè)類似風(fēng)向標(biāo)的尾舵。
鐵塔是支承風(fēng)輪,、尾舵和發(fā)電機(jī)的構(gòu)架,。它一般修建得比較高，為的是獲得較大的和較均勻的風(fēng)力,，又要有足夠的強(qiáng)度,。鐵塔高度視地面障礙物對風(fēng)速影響的情況，以及風(fēng)輪的直徑大小而定,，一般在6-20米范圍內(nèi),。
發(fā)電機(jī)的作用，是把由風(fēng)輪得到的恒定轉(zhuǎn)速,，通過升速傳遞給發(fā)電機(jī)構(gòu)均勻運(yùn)轉(zhuǎn),，因而把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>
那么，多大的風(fēng)力才可以發(fā)電呢?
一般說來,，3級風(fēng)就有利用的價(jià)值,。但從經(jīng)濟(jì)合理的角度出發(fā)，風(fēng)速大于每秒4米才適宜于發(fā)電,。據(jù)測定,，一臺(tái)55千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,，當(dāng)風(fēng)速每秒為9.5米時(shí)，機(jī)組的輸出功率為55千瓦,；當(dāng)風(fēng)速每秒8米時(shí),，功率為38千瓦；風(fēng)速每秒為6米時(shí),，只有16千瓦,；而風(fēng)速為每秒5米時(shí)，僅為9.5千瓦,?？梢婏L(fēng)力愈大，經(jīng)濟(jì)效益也愈大,。
風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮,，為風(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題，也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染,。在我國,，現(xiàn)在已有不少成功的中、小型風(fēng)力發(fā)電裝置在運(yùn)轉(zhuǎn),。我國的風(fēng)力資源極為豐富,，絕大多數(shù)地區(qū)的平均風(fēng)速都在每秒3米以上，特別是東北,、西北,、西南高原和沿海島嶼，平均風(fēng)速更大,；有的地方,，一年三分之一以上的時(shí)間都是大風(fēng)天。在這些地區(qū),，風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景是光明的,。