什麼是風能? || 風電公式|| 優勢

什麼是風能?

風能 or 風力發電 描述瞭如何利用風來產生電能。 風力發電機轉換 的能量 風轉為機械能,因此又通過發電機轉子軸的旋轉轉換為電能.

公用事業規模的風電廠
公用事業規模的風電廠 圖片信用: pixabay 免費圖片
什麼是風能? || 風力發電公式 || 它的優點
圖片來源:Heinrich-Böll-Stiftung, 風力發電機的尺寸越來越大CC BY-SA 2.0

風力發電的優勢

  • 這是一種清潔能源。
  • 風能具有成本效益,隨著技術的進步而降低。
  • 風力發電創造就業機會。
  • 適用於利用風流而又不干擾周圍景觀的海上風能。
  • 可以在現有耕地上建造風力渦輪機,而無需大幅度改變耕地狀態。
  • 運營成本更低。
什麼是風能? || 風力發電公式 || 它的優點
海上風電 圖片信用: pixabay 免費圖片
海上風電
海上風電 圖片來源:Ben Paulos, Middelgrunden風電場DK 2013 ACC BY 2.0

風能的缺點

  • 風能隨風速和風向變化,因此產生的電也隨之變化。
  • 風力渦輪機可能會特別影響鳥類的活動和生活方式,從而對棲息地產生影響。 有時是死亡的原因,因為它們經常因渦輪機葉片而墜毀。
  • 儘管與之相比,運維成本較低,但初始建設成本較高,因此單位成本可能更高。
  • 暴風雨期間需要採取特殊的預防措施。

風能類型:

公用事業規模的風能發電廠: 

這些類型的範圍從100 kW到相當多的MW。 發電量相對較高。

分佈式或“小型”風能發電廠:  

單身和小。 這些直接用於家庭應用中的電力生產

海上風能發電廠: 

這些被建立在大陸架的水中。 能夠產生高功率的海上風力渦輪機。

海上風力發電機的安裝技術 下圖說明。

海上風力發電機的安裝技術
圖片來源:USA Energy和Flickr.com

風力發電機如何工作?

如果通過風力渦輪機的風速相對較高,則其葉片會抓住風的KE並因此旋轉,軸的旋轉將轉換為能量。

風力發電的基本要素

基本子系統如下:

  • 渦輪葉片
  • 變速器
  • 發電機
  • 控制面板系統
  • 電源接口
  • 電網 連線設定

風能公式

P = {1 \ over2} \ rho AV ^ 3

空氣密度

空氣密度越高,渦輪葉片接收到的能量就越大,因為它與空氣密度參數成正比-空氣的密度隨溫度而變化。 和海拔。 高海拔地區的空氣會比海平面稀薄。 

渦輪的掃掠面積(A)

掃掠面積越大(轉杯旋轉的尺寸),捕獲的風力就越好。 葉片長度的略微增加可能會導致更大的風力獲取能力。

風速(V)

總能量隨風速的三次方而變化。 風速的微小變化會對總發電量產生巨大影響。

風車與風力發電機

有時人們會交替使用“風車”和“風力渦輪機”這兩個詞; 但是,有一些重要的區別。 人類正在將世紀以來的風車用於各種應用中,例如抽水和其他可旋轉的操作。 風車產生能量; 但是,它們不發電。 現代風力渦輪機已經演變為具有數千個利用風能並將其轉化為電能的組件的機器。

風車
風車 圖片信用: pixabay 免費圖片

什麼是風電場?

通常將許多風力渦輪機靠近在一起構造,這可以稱為風電場或風力發電站項目。 風電場用於向電網供電。

風電場開發

儘管“選址風電場”隨位置的不同而改變,但是地主必須研究一些至關重要的標準,例如

  • 了解風資源和流量模式(可用風速)
  • 評估和估計與現有輸電線路和電網的距離。
  • 描述有關選址和項目可行性考慮的與法規和許可相關的障礙以及收益
  • 確定可靠的電力市場和航行價格
  • 獲得分區和許可專業知識
  • 建立獲取資本資金和種子資金安排的渠道。
  • 了解風能的經濟學
  • 建立對話並與渦輪機製造商和項目開發商打交道。 
  • 達成協議,以符合操作和維護要求和法規。

土地需求

通常,通過渦輪機轉子葉片直徑和風力環境來計算風力渦輪機的間距。 如果風向是相同的方向,則可以將渦輪機的轉子直徑設置為3或4(與垂直於盛行風的方向垂直)。 在多向風流條件下,兩者之間的間距會更大,因此建議的標準間距為5和7。

  • 直接土地利用: 該風電場的通緝規模或容量 由安裝容量或編號定義渦輪機放置。
  • 當地地形的特質: 這取決於諸如風速便利性,地點,高度,極點大小等參數。

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關於 Subrata Jana 博士

什麼是風能? || 風力發電公式 || 它的優點我是Subrata博士在工程學方面,尤其是對核能和能源科學相關領域感興趣。 我具有從電子驅動器和微控制器的服務工程師到專門的研發工作的多領域經驗。 我參與了多個項目,包括核裂變,太陽能光伏融合,加熱器設計以及其他項目。 我對科學領域,能源,電子和儀器儀表以及工業自動化具有濃厚的興趣,這主要是因為該領域所固有的各種刺激性問題,而且隨著工業需求的變化,它每天都在變化。 我們的目的是以簡單易懂的方式舉例說明這些非常規,複雜的科學學科。
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