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bdlhz618的博客

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个人简历 具有深厚的专业理论知识和丰富的实践经验,勤于思考,富于创新,在长期的工作实践中,始终注重研究和探索,通过多年的艰辛努力和实验,在技术革新与发明创造方面有所突破,研制成功《风力飞行器》(201110319692.2)。《调桨长的万向风车》(201210393482.2)。

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万向风车(七)  

2009-07-19 10:57:44|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 七、万向风车的匹配

 

 风力发电是先把风能变成机械能,然后再把机械能变成电能。要想使这一变换过程能顺利、高效地进行,除了要选择好的风轮、发电机、变速机构等等设备以外,还必须很好的考虑和解决这一过程中的资源状况、气象条件、选用机电设备性能、用户负荷性质、运行方式及控制策略等等,这就是设备和环境间,各设备之间,设备和负载之间存在的多匹配问题,这里所说的匹配,就是指这些环节的最佳组合。如果匹配不好,再好的风轮、发电机的效能也发挥不出来,者效率极低。(参见lina:小型风力发电系统的匹配

 匹配问题往往被轻视,以至于造成预想不到的后果。开始想的是用风力发电,既节能又减排,可最后因为风车效率太低,与环境不匹配,发电机由风能转换的机械能还不够其本身消耗,不仅不能发电还可能用电。早稻田大学就有这样的例子:据说,日本筑波市一项耗费巨资建成的风力发电机组却被曝光不能发电,筑波市政府以及负责该项目研发的早稻田大学被送上被告席。筑波市政府当初计划在52所中小学校建设75座风车,每年的发电总量约为60 万千瓦时。这些风力发电机产生的电能除了供学校自用外,剩余电能还可以出售 给东京电力公司。出售电力的收入将用于发行一种地方性“货币”,发放给市民 用于专门购买对环境负荷小的环保商品,建立一个经济发展和环境保护成良性循环、协调发展的样板城市。然而,建成之后的风车在绝大多数时间内不能正常运转,更谈不上发电。为让大家对这个绿色替代能源样板工程留下好印象,每逢学生家长或其他地区的人员前来参观时,当地政府就把风力发电机的风车改用电动机来带动。结 果,驱动风车运转所消耗的电力达到了这些风车所产生电力的43倍……。其原因,不过就是当地的风力太小,也极不稳定,再加上城市建筑的阻挡等等,使风力变换过程中存在许多极不匹配的现象。相当于让一匹不太听话的小马,拉一部承载着许多希望的大车,走在崎岖不平的马路上,小马怎么拉得动

 轻视匹配的现象还有很多,例如:伽利略曾有一句名言:给我一个支点,我可以把地球撬动!实际上,这怎么能撬得动?人和地球较劲,简直是小小小马,拉大大大车,多么不匹配?

 影响匹配的因素主要有两个,一是设备的性能;二是外部环境。

 一个设备的性能很苛刻,就很难寻求到最佳组合。例如,上面提到的小型螺旋桨风车,即使风向风速稳定,其效率也不高,用在城市里,就很难匹配了。

 那么,万向风车怎样提高其本身的性能,更好的实行风轮和变速箱,变速箱和电机之间的匹配呢?

 万向风车属于垂直轴风车,它的转轴与风向和地面均垂直,这样就可以把转轴延伸下来,在地面的操作室中安装变速齿轮,进行速度匹配。

 变速齿轮可用一个大的伞形齿轮带动2~5个小伞形齿轮实现(如图)。小伞形齿轮通过电磁离合器与2~5个不同容量的发电机相连,这样就可以根据风力的大小连接不同容量的发电机来调整风轮的转速,使风轮的转速稳定在某一定值附近,实现速度匹配。例如:250瓦风力发电机就可用一个50瓦,两个100瓦的发电机与之配套,当风力较小时,就只切入一个50瓦发电机,当风力逐渐变大时,就切入100瓦,150瓦,200瓦,直至250瓦。如风力由大变小,则相反变化,目的就是稳定转速。当然,调整是用电磁离合器自动进行,相当于螺旋桨风力发电机的自动变桨。

 

 

 

 

 

                                              

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