第2章　风力发电原理与结构

2.1　风力发电技术

2.1.1　风力发电

风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染，是一种特别好的发电方式。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向，从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动，以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。

风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。机械连接与功率传递水平轴风机桨叶，通过齿轮箱及其高速轴与万能弹性联轴器相连，将转矩传递到发电机的传动轴，此联轴器应按具有很好的吸收阻尼和振动的特性，表现为吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移，并且联轴器可阻止机械装置的过载。另一种为直驱型风机桨叶，不通过齿轮箱直接与电机相连的风机电机类型。

2.1.2　风力发电机原理

风力机是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以大气为工作介质的能量利用机械。风力发电利用的是自然能源，相对火电、核电等发电要更加绿色、环保。

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。依据目前的风车技术，大约3m/s的微风速度（微风的程度）便可以开始发电。