现代风电场的功能和建设特点

本文讨论了用于工业和私营部门的现代风力涡轮机的运行原理和设计性能特征。

自古以来，人类就试图驯服风，让它为自己服务。起初有帆船，利用风能运动，后来风车开始应用到日常生活中，现在已经到了用风力发电机来发电，为人们服务的时候了。

在国外，相当大一部分电力是由风力发电厂 (HPP) 生产的，坦率地说，这对于俄罗斯和后苏联国家来说是不可取的。在这里很明显 - 我们属于落后者。

世界发达国家风电场的使用，不仅可以解决别墅、乡间别墅、别墅小区的自主供电问题，还可以解决环境问题，因为在生产电力的过程中没有环境污染完全来自现代风力涡轮机公园。

让我们看一下操作原理，并更详细地了解现代风力发电厂的主要类型。

风力发电机的工作原理

任何行动原则 风力发电厂 (HPP) 包括通过使用发电机将移动通过叶片或涡轮机平面的气流的动能转化为电能。现代风力发电厂最常见的类型是叶片式风力发电厂，它将带有水平旋转轴的叶片式风力发电机和带有转盘的旋转发电机组合在一起，其中 - 旋转轴位于垂直位置。下面我们将仔细看看这些类型的风力发电机。

风电机组主要类型的设计

每个风力发电机在结构上都由一个底座（也称为桅杆）、一个带有旋转叶片或风力涡轮机的旋转装置、发电机产生的电力和电池组成。此外，每个风电场都需要一个控制和转换单元。

至于叶片的数量，水力涡轮机可以是二叶、三叶和多叶的。三叶片涡轮机是最常见的。为防止风力涡轮机过早失效，风力发电厂配备了用于叶片转速的空气机械稳定系统。

当风力涡轮机和发电机的旋转轴相同时，在风力发电厂中发电的发电机直接连接到其涡轮机，或者通过机械传动将涡轮机叶片的旋转运动传递到发电机。现代风电场主要使用带永磁体的同步多极无刷发电机，它们在结构上采用完全封闭的外壳并由标准元件制成。

根据涡轮机叶片上气流的方向和“压力”，装置的旋转机构可以将其重新定向到最适合其高效运行的方向。

在功能上，功率控制和转换单元旨在将风电场产生的电能存储在其蓄电池中，随后通过“逆变器”将其从 12V 直流电压转换为 220V 交流电压。

控制单元还可以监测和控制电池充电过程、发电机功率等。

用于完成工业用途和私营部门用途的现代风电场的各种选择，让您可以为每个用户选择最佳选择。

目前，世界上使用最广泛的是叶片式风力发电机，其叶片的旋转轴线与气流方向平行或水平。基本上，我们稍后再说这些风力发电机。

具有水平旋转轴的风电场叶片

该型风力发电机利用风能的效率达到48%，远高于转盘发电机。这种类型的风力发电机可以带有两个和三个叶片。

这里，当风垂直于发电机叶片的旋转平面被引导时，实现了装置的最有效操作。因此，即使在结构上，这种类型的“风力涡轮机”也具有允许发电机垂直于风向自动旋转的装置。此类风电场的发电量直接取决于风速（风压），以及风力涡轮机本身叶片的直径和面积。

旋转木马或旋转风电场

这种类型的风力涡轮机具有垂直旋转轴，其上安装并固定有轮子，接收风的表面。这种风电场的一个显着优势是它们可以在不改变位置的情况下工作——在气流的任何方向上。此类风力涡轮机运转缓慢且无声，采用低速多极发电机作为发电机发电。

具有水平和垂直旋转轴的现代风电场

其他类型的现代风电场

此外，最近，最新的风力涡轮机开发出现了全新的设计，其结构由位于强大基础上的三轴承底座组成。底座上装有一个环形发电机，内置轴承和中心转子。这种发电机的圆环直径可达 100 多米。这种风电场用于工业能源生产。

还有正在运行的风电场，由几十个小型风力涡轮机模块组成，在结构上结合在一个调试系统中用于发电。

最近，美国专家开发了一种小型涡轮风力发电厂 «Windgate»，并将其投入工业生产，供私营部门使用。涡轮机叶轮直径达到 1.8 米，并在水平轴上旋转。这种涡轮机装置的叶片末端有永磁体，因此我们实际上有一个大转子 - 在装置定子的整体外壳中旋转。这种Windgate风力发电机甚至可以安装在私人住宅或别墅的屋顶上，效率很高，价格在45-5000美元左右。

结论

应该指出的是，风力发电厂的建设正在不断改进，因此，它们的技术参数、空气动力学性能也在不断提高，最重要的是，这些未来生态清洁能源块的价格越来越不“咬人”对于一个简单的消费者。