"大风车吱呀吱哟哟地转,这里的风景呀真好看",对于大风车我们从小就不陌生。不过,今天我们要说的这个大风车非彼大风车,而是SL5000海上风力发电机。 虽然,这些白色的风车在海面上显得很小,但仅它的风轮就超过40层楼高!连接风轮的机舱大到可以落直升机。 这些大风车还有印钞机一般的产能,吹着海风,每台风机在服役期间可以产出价值4亿元的电能。 屹立在东海的SL5000风机群 (一)风力发电机原理:如何从风中捕获电能? 风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风力发电机技术,只需要有每秒三公尺速度的微风,风机便可以开始发电。 连接叶片和发电系统的机舱 风力发电机可分为两类: 水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。其中水平轴风力发电机就是我们常见的像风车一样的发电机,这种风机具有对风装置,能随风向改变而转动,从而获得最大的受风面积。 垂直轴风力发电机不太常见,它的旋转轴垂直于地面或水面,围绕旋转轴有几个水平分布或呈螺旋形的片,这种风机在风向改变的时候无需对风,可以保持稳定的受风面积。 垂直轴风力发电机,图片来源:视觉中国 (二)"大风车"为何都是三个叶片? 首先,三个叶片有助于风机的平衡,而且造价相对较低。另外,在额定风速下,风机的发电功率与风轮扫掠面积成正比,也就是说200个叶片的风机与1个叶片的风机的功率是一样的! 不同叶片数量的风机和对应的风能利用系数 随着叶片数量的增加,风能利用的系数的确实在增加,但是在从3叶到4叶到5叶的过程中,风能利用系数增加的幅度1叶到2叶到3叶的幅度小很多,如果是2个叶片,效率的确可以提高一倍, 2叶片的轮毂疲劳问题也比3叶片厉害。所以选择3叶其他叶数更合理。(又是一道数学题!) (三)一台风机产值4个亿,堪称"印钞机" 6年前,中国风电装机容量超越美国成为世界第一风电大国,由于陆地风力发电有占地面积大、噪声污染等问题,海洋风电迅速形成了庞大的市场。 号称海上巨无霸的SL5000风力发电机组由中国自主研发,单机容量为5000KW。 在中国市场,一部SL5000这样的5兆瓦(5000KW)风力发电机,可以不消耗任何燃料,从空气中获取超过4亿人民币的电能,这相当于上海一天的用电总量。 ...
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