风电简史

形成原因：地球表面各处受太阳辐射强度不同，产生气压差，导致空气由高压区域向低压区域移动，该自然现象则称为风

随着气压差的不同，产生不同风速的气流

 

风能的利用历史，最早可追溯至第一片帆船下水。据记录，公元前3，500年，古埃及人发明了风力驱动的帆船，沿尼罗河航行。

 

此外，风能也可以带动叶片等机械装置，产生机械能为生产生活服务。例如，风车推磨、风车提水等等。

公元前，中国人就利用风帆为船舶提供动力，使用风能提水、灌溉、磨面、舂米。

•公元前2世纪，垂直风车被古波斯人应用于碾米。

•10世纪，伊斯兰人发明风车技术。

•11世纪，风车已被广泛普及于中东地区。

•13世纪，风车已成为欧洲地区不可缺少的原动机。

•18世纪，风车对北美垦荒的成功实施起到了重要作用。

•1887年7月，苏格兰学者James Blyth在他的度假别墅里，建成了第一台风电机组，用于蓄电池充电和别墅照明。

20世纪下半叶的世界石油危机之后，在化石能源告急和生态环境恶化的背景下，风能作为一种清洁高效的可再生能源，得到迅猛发展。

当时，受政府资助的大型军工企业、飞机制造商等部门开展了对大型风电机组的专项研究，取得了丰硕成果。

•1941年，世界首个MW级风电机组在美国Vermont被发明，并接入当地电网，机组重约240吨，其叶片长约75英寸。

•1956年，Johannes Juul发明叶片紧急制动装置。

•1970年，美国NASA着手研发多个大型商用风电机组。

•1980年，由20台风电机组组成的世界首个风电场在美国New Hampshire建成。

•1991年，英国首个陆上风电场在Cornwall建成，其由10台风电机组组成，为2,700户居民供电。

•2003年，英国首个North Hoyle海上风电场在Wales海岸建成，其由20台2MW风电机组组成。

 

风电场

风力发电机组、输变电线路、升压站等部分构成
 

风力发电机组

基本结构由 叶轮、机舱、塔筒和基础等组成

 

以1.5兆瓦的风机机组为例 叶片就有35米长(相当于15层楼高) 风机整体高度达到75米 风车每转动一圈 扫风面积可达5300平方米 相当于13个标准篮球场那么大风力发电机组利用风力带动风车叶轮旋转将风能转化为机械能发电机再将机械能转化为电能

风力发电

一般风速达到3m/s——风车就可以旋转发电

当风速达到25m/s——风车为了保护自身安全会收桨停机

1.5兆瓦机组的叶片每转动一圈——可以产生约1.4度电

它一天的发电量可以供15个家庭使用一年

近几年随着风机控制策略和智能化的提升，叶轮直径增大、塔筒增高、单位千瓦扫风面积增加，以及制造成本的降低、效率的增加，平原地区、低风速地区具备了开发的条件。

叶片的旋转速度比风扇慢很多平均4-5秒转一圈

叶尖时速却可达到280多公里/小时，相当于高铁的速度
 

风轮总是追逐风的方向

风向一旦发生变化，风车的偏航系统就会督促偏航电机，调整机舱位置使其平稳地对准风向，吸收最大风能。

 

主控室是风电场的“最强大脑”

能远程操作每一个“大风车”和升压站设备，负责“最强大脑”的风机运行人员，需要全天候监测着设备。
 

知识点

1、正常的情况下，风力发电机组主要采用叶片空气制动和机械刹车制动，使风机能够在紧急情况下，使叶轮转速逐渐降低至停止。

 

2、风可以说是是风电行业的“生命之源”，有了强劲的风能，风机才可以产生源源不断的电能，不过当然也不是风越大越好。每种机型不同，能承受的最大风速也不同，当遇到极端的大风天气，风机也有自己的应对办法。

 

3、应对办法——自动停机当一定时间内的平均风速超过风电机组设计的最大安全承受风速(即切出风速)时，风电机组为保证自身安全，会自动停机，待平均风速降低到切出风速以下时，风机会再次并网发电。——远程操控当遇到紧急情况时，监控人员也可远程操控使风机偏航，以减小叶片的受风面，从而保护风机不发生危险。