風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)知識(shí)介紹[共121頁]

1、風(fēng)力發(fā)電原理風(fēng)力發(fā)電原理 介紹介紹 11 在這里你將了解在這里你將了解: : 風(fēng)是如何形成的風(fēng)是如何形成的 風(fēng)力發(fā)電機(jī)是如何發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電機(jī)是如何發(fā)電的 22 風(fēng)風(fēng) 風(fēng)的產(chǎn)生風(fēng)的產(chǎn)生 風(fēng)和對(duì)流層風(fēng)和對(duì)流層 從地理上看風(fēng)的形成從地理上看風(fēng)的形成 33 44 米勒正站在兩個(gè)溫度不同的房間米勒正站在兩個(gè)溫度不同的房間 的門口，你能看出來哪個(gè)房間的的門口，你能看出來哪個(gè)房間的 溫度更高嗎？溫度更高嗎？ 看看燭火，它在朝哪個(gè)方向偏？看看燭火，它在朝哪個(gè)方向偏？ 當(dāng)熱空氣進(jìn)入溫度低的房間，氣當(dāng)熱空氣進(jìn)入溫度低的房間，氣 流上升，在門口形成了風(fēng)流上升，在門口形成了風(fēng) 55 熱空氣較輕，因此上升，這就熱空氣較

2、輕，因此上升，這就 把低處的空間留給了冷空氣，把低處的空間留給了冷空氣， 所以在門口低處，氣流又從溫所以在門口低處，氣流又從溫 度低的房間進(jìn)入溫度高的房間度低的房間進(jìn)入溫度高的房間 66 由于兩個(gè)屋子之間有溫度差，由于兩個(gè)屋子之間有溫度差， 風(fēng)就一直在吹。壁爐里的火加風(fēng)就一直在吹。壁爐里的火加 熱了空氣。熱空氣流動(dòng)到溫度熱了空氣。熱空氣流動(dòng)到溫度 低的房間的頂部，最終通過窗低的房間的頂部，最終通過窗 戶釋放到外界。太陽不斷地加戶釋放到外界。太陽不斷地加 熱著地球，壁爐就扮演著太陽熱著地球，壁爐就扮演著太陽 的角色的角色 77 1)1)當(dāng)太陽光照射到地球表面時(shí)，地當(dāng)太陽光照射到地球表面時(shí)，地 球

3、被加熱，而陸地和海洋的吸收熱球被加熱，而陸地和海洋的吸收熱 量的速度是不同的，陸地吸收熱的量的速度是不同的，陸地吸收熱的 速度比海洋快的多。速度比海洋快的多。 88 2)2)陸地上方的空氣加熱速度要比海陸地上方的空氣加熱速度要比海 洋上更快，陸地上的熱空氣上升到洋上更快，陸地上的熱空氣上升到 一定高度后冷卻。一定高度后冷卻。 99 3)3)這些冷空氣逐漸向海洋上方移這些冷空氣逐漸向海洋上方移 動(dòng)，在這里下沉并被向陸地方向動(dòng)，在這里下沉并被向陸地方向 擠壓，空氣向陸地的流動(dòng)就是我擠壓，空氣向陸地的流動(dòng)就是我 們所說的風(fēng)。因此，說明太陽是們所說的風(fēng)。因此，說明太陽是 風(fēng)形成的原因所在！風(fēng)形成的原因

4、所在！ 1010 1) 1) 大氣層包圍著地球大氣層包圍著地球 它的內(nèi)部被稱為對(duì)流層，距地球表面約十公里，完它的內(nèi)部被稱為對(duì)流層，距地球表面約十公里，完 全由空氣組成。接近地球表面有大量的空氣，而全由空氣組成。接近地球表面有大量的空氣，而8 8 1010公里以外空氣卻很稀薄，公里以外空氣卻很稀薄， 2) 2) 風(fēng)的形成主要有兩個(gè)原因：風(fēng)的形成主要有兩個(gè)原因： 地球總是繞著自己的中心軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)厍蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)地球總是繞著自己的中心軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)厍蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì) 流層靜止不動(dòng)，這樣你的腦海里可能就會(huì)有風(fēng)形成的流層靜止不動(dòng)，這樣你的腦海里可能就會(huì)有風(fēng)形成的 概念了。而事實(shí)上在地表數(shù)百米的空氣層是跟著地球概念

5、了。而事實(shí)上在地表數(shù)百米的空氣層是跟著地球 旋轉(zhuǎn)的。因此如果所有空氣（包括地表附近）完全靜旋轉(zhuǎn)的。因此如果所有空氣（包括地表附近）完全靜 止，那么風(fēng)就不能形成了。止，那么風(fēng)就不能形成了。 1111 1212 1313 1414 從風(fēng)中得到能量的3個(gè)主要因素： 風(fēng)速 通過葉輪的風(fēng)的橫截面 葉輪的轉(zhuǎn)換效率、輸電系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)或泵 對(duì)風(fēng)能進(jìn)行百分之百的利用是不實(shí)際的，這是因?yàn)樵诶眠^程中要 中斷風(fēng)流，而這一中斷將會(huì)阻止一部分空氣通過葉輪。 因此，一臺(tái)效率100%的航空發(fā)電機(jī)最多只能將風(fēng)中可利用能量的 60%轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。 設(shè)計(jì)良好的葉片能夠引出理論最高限度的70%，但轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的損耗 會(huì)將總效率減少到3

6、5%或以下。 1515 VrVout Wind Speed 風(fēng)速 Available Wind Power 可用風(fēng)力 Rated Power 額定功率 Rated Output at Rated Wind Speed at Hub Height 轂高度處額定風(fēng)速下 的額定輸出 Cut-out or Furling Velocity 截止或收葉速度 Cut-in speed 啟動(dòng)速度 1616 Aero Turbine 航空渦輪機(jī)航空渦輪機(jī) Gearing 齒輪裝置齒輪裝置 Coupling 聯(lián)軸器聯(lián)軸器 Electric Generator 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) Controller 控制器控制器 W

7、ind Speed & Direction 風(fēng)速與方向風(fēng)速與方向 Yaw Control & Pitch Control 偏航控制與變槳偏航控制與變槳 控制控制 Speed & Torque 速度與扭矩速度與扭矩 Speed 速度速度 Wind 風(fēng)風(fēng) Output Power 輸出功率輸出功率 1717 塔架塔架 機(jī)艙機(jī)艙 變壓器變壓器 葉輪葉輪 基礎(chǔ)基礎(chǔ) 裝配一臺(tái)風(fēng)機(jī)裝配一臺(tái)風(fēng)機(jī) 一臺(tái)風(fēng)機(jī)是由許多部分組成的？一臺(tái)風(fēng)機(jī)是由許多部分組成的？ 1818 葉輪葉輪 葉輪被固定在大葉輪被固定在大 的主軸上，大的的主軸上，大的 葉輪有三個(gè)吸收葉輪有三個(gè)吸收 風(fēng)能的葉片，風(fēng)風(fēng)能的葉片，風(fēng) 速足夠大時(shí)就會(huì)速

8、足夠大時(shí)就會(huì) 驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)！驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)！ 1919 主軸主軸 主軸與齒輪箱連主軸與齒輪箱連 接，葉輪用很大接，葉輪用很大 的力使主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，的力使主軸轉(zhuǎn)動(dòng)， 因此軸必須足夠因此軸必須足夠 粗！粗！ 2020 齒輪箱齒輪箱 大型風(fēng)機(jī)葉輪的大型風(fēng)機(jī)葉輪的 旋轉(zhuǎn)速度在每分旋轉(zhuǎn)速度在每分 鐘鐘27轉(zhuǎn)左右，而轉(zhuǎn)左右，而 發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速要發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速要 在每分鐘在每分鐘1500轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 左右，因此就需左右，因此就需 要齒輪箱將要齒輪箱將27轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 變?yōu)樽優(yōu)?500轉(zhuǎn)！轉(zhuǎn)！ 2121 偏航軸承偏航軸承 巨大的齒輪環(huán)被巨大的齒輪環(huán)被 安裝在機(jī)艙下部、安裝在機(jī)艙下部、 塔架內(nèi)，齒輪環(huán)塔架內(nèi)，齒輪環(huán) 與偏航電機(jī)的齒與偏航

9、電機(jī)的齒 相嚙合，這樣使相嚙合，這樣使 機(jī)艙偏航對(duì)風(fēng)！機(jī)艙偏航對(duì)風(fēng)！ 2222 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)達(dá)到轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)達(dá)到轉(zhuǎn)速 后開始產(chǎn)生電流，后開始產(chǎn)生電流， 電流通過粗的電電流通過粗的電 纜被送到塔架下纜被送到塔架下 面的控制柜面的控制柜. 2323 散熱器散熱器 發(fā)電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)產(chǎn)生熱量，如時(shí)產(chǎn)生熱量，如 果溫度過高發(fā)電果溫度過高發(fā)電 機(jī)就會(huì)損壞，這機(jī)就會(huì)損壞，這 就是為什么電機(jī)就是為什么電機(jī) 需要冷卻。在一需要冷卻。在一 些風(fēng)機(jī)上采用水些風(fēng)機(jī)上采用水 冷卻方式，而散冷卻方式，而散 熱器再將水冷卻！熱器再將水冷卻！ 2424 偏航電機(jī)偏航電機(jī) 偏航電機(jī)將機(jī)艙偏航電機(jī)將機(jī)艙 轉(zhuǎn)

10、動(dòng)以便使葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)以便使葉輪 準(zhǔn)確對(duì)風(fēng)！準(zhǔn)確對(duì)風(fēng)！ 2525 控制器控制器 風(fēng)機(jī)控制柜里是風(fēng)機(jī)控制柜里是 一臺(tái)能控制風(fēng)機(jī)一臺(tái)能控制風(fēng)機(jī) 各個(gè)部件的計(jì)算各個(gè)部件的計(jì)算 機(jī)，計(jì)算機(jī)使機(jī)機(jī)，計(jì)算機(jī)使機(jī) 艙偏航對(duì)風(fēng)，當(dāng)艙偏航對(duì)風(fēng)，當(dāng) 風(fēng)速儀所測(cè)風(fēng)速風(fēng)速儀所測(cè)風(fēng)速 達(dá)到某一定值時(shí)，達(dá)到某一定值時(shí)， 計(jì)算機(jī)發(fā)出命令計(jì)算機(jī)發(fā)出命令 釋放剎車，使葉釋放剎車，使葉 輪轉(zhuǎn)動(dòng)！輪轉(zhuǎn)動(dòng)！ 2626 風(fēng)速儀風(fēng)速儀 風(fēng)速儀用來測(cè)量風(fēng)速儀用來測(cè)量 風(fēng)的速度，它隨風(fēng)的速度，它隨 時(shí)將風(fēng)速信息傳時(shí)將風(fēng)速信息傳 到控制器中！到控制器中！ 2727 風(fēng)向標(biāo)風(fēng)向標(biāo) 風(fēng)向標(biāo)隨風(fēng)向擺風(fēng)向標(biāo)隨風(fēng)向擺 動(dòng)，它告訴控制動(dòng)，它告訴控制 系統(tǒng)風(fēng)的方

11、向，系統(tǒng)風(fēng)的方向， 計(jì)算機(jī)啟動(dòng)偏航計(jì)算機(jī)啟動(dòng)偏航 電機(jī)偏航使葉輪電機(jī)偏航使葉輪 對(duì)風(fēng)對(duì)風(fēng) 2828 機(jī)械剎車機(jī)械剎車 當(dāng)風(fēng)機(jī)需要被維當(dāng)風(fēng)機(jī)需要被維 修或例行維護(hù)時(shí)，修或例行維護(hù)時(shí)， 機(jī)械剎車將葉輪機(jī)械剎車將葉輪 鎖定，使其停止鎖定，使其停止 轉(zhuǎn)動(dòng)！轉(zhuǎn)動(dòng)！ 2929 高速軸高速軸 高速軸將來自高速軸將來自 齒輪箱的能量傳齒輪箱的能量傳 遞到發(fā)電機(jī)，此遞到發(fā)電機(jī)，此 時(shí)高速軸的轉(zhuǎn)速時(shí)高速軸的轉(zhuǎn)速 達(dá)到每分鐘達(dá)到每分鐘1500 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)! 3131 它是如何工作的？它是如何工作的？ 機(jī)艙 葉輪 齒輪箱 發(fā)電機(jī) 塔架 風(fēng) 建造地點(diǎn) 組裝一臺(tái)風(fēng)機(jī) 3232 機(jī)艙機(jī)艙 主軸 齒輪箱 高速軸 機(jī)械剎車 發(fā)電機(jī)

12、控制器 風(fēng)速儀 風(fēng)向標(biāo) 偏航電機(jī) 偏航軸承 冷卻系統(tǒng) 葉輪 3333 主軸主軸 葉輪被用螺栓固定在風(fēng)葉輪被用螺栓固定在風(fēng) 機(jī)主軸上一個(gè)強(qiáng)度很高機(jī)主軸上一個(gè)強(qiáng)度很高 的圓盤上。的圓盤上。 牢固、穩(wěn)定的固定葉輪是非常重要的。牢固、穩(wěn)定的固定葉輪是非常重要的。 齒輪箱則被固定在主軸的另一頭。齒輪箱則被固定在主軸的另一頭。 3434 齒輪箱齒輪箱 這是機(jī)艙內(nèi)部的齒輪箱。齒輪這是機(jī)艙內(nèi)部的齒輪箱。齒輪 箱內(nèi)部有齒輪傳動(dòng)裝置，內(nèi)部箱內(nèi)部有齒輪傳動(dòng)裝置，內(nèi)部 齒輪之間相互嚙合，葉輪轉(zhuǎn)速齒輪之間相互嚙合，葉輪轉(zhuǎn)速 在每分鐘在每分鐘27轉(zhuǎn)左右轉(zhuǎn)左右 主軸緩慢旋轉(zhuǎn)將很大的力傳送主軸緩慢旋轉(zhuǎn)將很大的力傳送 到齒輪箱

13、里，通過傳動(dòng)裝置將到齒輪箱里，通過傳動(dòng)裝置將 轉(zhuǎn)速成比例提高。轉(zhuǎn)速成比例提高。 3535 高速軸高速軸 發(fā)電機(jī)與齒輪箱是通過高速軸連發(fā)電機(jī)與齒輪箱是通過高速軸連 接的接的. 高速軸轉(zhuǎn)動(dòng)并不像主軸那樣具有高速軸轉(zhuǎn)動(dòng)并不像主軸那樣具有 很大的扭矩很大的扭矩 這就是高速軸看起來很細(xì)的原因。這就是高速軸看起來很細(xì)的原因。 另一方面，高速軸轉(zhuǎn)速很快，另一方面，高速軸轉(zhuǎn)速很快， 達(dá)到了每分鐘達(dá)到了每分鐘1500轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 3636 機(jī)械剎車機(jī)械剎車 一臺(tái)風(fēng)機(jī)有兩套原理不同的剎車：一臺(tái)風(fēng)機(jī)有兩套原理不同的剎車： 一套是葉尖剎車，另一套是機(jī)械一套是葉尖剎車，另一套是機(jī)械 剎車。剎車。 機(jī)械剎車被安裝在發(fā)電機(jī)與齒輪箱

14、之間機(jī)械剎車被安裝在發(fā)電機(jī)與齒輪箱之間 的高速軸上，它僅僅被用在當(dāng)葉尖剎車的高速軸上，它僅僅被用在當(dāng)葉尖剎車 失敗需要緊急剎車時(shí)。當(dāng)風(fēng)機(jī)在停機(jī)檢失敗需要緊急剎車時(shí)。當(dāng)風(fēng)機(jī)在停機(jī)檢 修狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)剎車裝置以避免因風(fēng)機(jī)修狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)剎車裝置以避免因風(fēng)機(jī) 突然啟動(dòng)而產(chǎn)生的隱患。突然啟動(dòng)而產(chǎn)生的隱患。 3737 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)用來產(chǎn)生電流。其內(nèi)部有一些磁發(fā)電機(jī)用來產(chǎn)生電流。其內(nèi)部有一些磁 鐵和大量的銅線，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)就產(chǎn)生了鐵和大量的銅線，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)就產(chǎn)生了 電流。電流。 如果你的自行車上有發(fā)電機(jī)照明裝置，你如果你的自行車上有發(fā)電機(jī)照明裝置，你 就已經(jīng)了解了發(fā)電機(jī)了就已經(jīng)了解了發(fā)電機(jī)了 ，當(dāng)自行車

15、輪轉(zhuǎn)，當(dāng)自行車輪轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)被帶動(dòng)，產(chǎn)生電流供照明。動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)被帶動(dòng)，產(chǎn)生電流供照明。 3838 控制器控制器 風(fēng)機(jī)始終被若干臺(tái)計(jì)算機(jī)控制著，風(fēng)機(jī)始終被若干臺(tái)計(jì)算機(jī)控制著， 這些計(jì)算機(jī)被統(tǒng)稱為風(fēng)機(jī)控制系這些計(jì)算機(jī)被統(tǒng)稱為風(fēng)機(jī)控制系 統(tǒng)。其中主要的計(jì)算機(jī)被稱為控統(tǒng)。其中主要的計(jì)算機(jī)被稱為控 制器制器 風(fēng)機(jī)的每一個(gè)變化都被控制器監(jiān)風(fēng)機(jī)的每一個(gè)變化都被控制器監(jiān) 控著，并做一定的處理?？刂?，并做一定的處理。 控制器時(shí)時(shí)刻刻監(jiān)視著風(fēng)機(jī)應(yīng)該控制器時(shí)時(shí)刻刻監(jiān)視著風(fēng)機(jī)應(yīng)該 或不應(yīng)該發(fā)生的情況?；虿粦?yīng)該發(fā)生的情況。 3939 風(fēng)速儀風(fēng)速儀 風(fēng)速儀時(shí)刻測(cè)量著風(fēng)的速度并通知風(fēng)速儀時(shí)刻測(cè)量著風(fēng)的速度并通知 風(fēng)機(jī)控制

16、器在風(fēng)速足夠時(shí)將風(fēng)機(jī)偏風(fēng)機(jī)控制器在風(fēng)速足夠時(shí)將風(fēng)機(jī)偏 航到對(duì)風(fēng)狀態(tài)，并啟動(dòng)。航到對(duì)風(fēng)狀態(tài)，并啟動(dòng)。 時(shí)刻監(jiān)測(cè)風(fēng)速是十分重要的，因?yàn)樵陲L(fēng)速時(shí)刻監(jiān)測(cè)風(fēng)速是十分重要的，因?yàn)樵陲L(fēng)速 過大時(shí)會(huì)使風(fēng)機(jī)毀壞。這就是為什么當(dāng)風(fēng)過大時(shí)會(huì)使風(fēng)機(jī)毀壞。這就是為什么當(dāng)風(fēng) 速超過速超過25m/s時(shí)，風(fēng)機(jī)就會(huì)自動(dòng)停下來。時(shí)，風(fēng)機(jī)就會(huì)自動(dòng)停下來。 而當(dāng)風(fēng)速降低時(shí)，風(fēng)速儀會(huì)告訴控制器可而當(dāng)風(fēng)速降低時(shí)，風(fēng)速儀會(huì)告訴控制器可 以開機(jī)啟動(dòng)了。以開機(jī)啟動(dòng)了。 4040 風(fēng)向標(biāo)風(fēng)向標(biāo) 風(fēng)向標(biāo)總是跟隨著風(fēng)的方向擺動(dòng)。風(fēng)向標(biāo)總是跟隨著風(fēng)的方向擺動(dòng)。 在風(fēng)向標(biāo)的底部有一個(gè)很小的傳感器，它在風(fēng)向標(biāo)的底部有一個(gè)很小的傳感器，它 可以將風(fēng)向信號(hào)傳

17、給控制器，而控制器會(huì)可以將風(fēng)向信號(hào)傳給控制器，而控制器會(huì) 告訴偏航電機(jī)將機(jī)艙轉(zhuǎn)向葉輪對(duì)風(fēng)位置。告訴偏航電機(jī)將機(jī)艙轉(zhuǎn)向葉輪對(duì)風(fēng)位置。 4141 偏航電機(jī)偏航電機(jī) 葉輪應(yīng)該總是處在對(duì)風(fēng)狀態(tài)，以葉輪應(yīng)該總是處在對(duì)風(fēng)狀態(tài)，以 便于風(fēng)輪最大程度的吸收風(fēng)能。便于風(fēng)輪最大程度的吸收風(fēng)能。 偏航電機(jī)就起轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)艙使葉輪對(duì)偏航電機(jī)就起轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)艙使葉輪對(duì) 風(fēng)的作用。風(fēng)的作用。 在偏航電機(jī)下面有一個(gè)小齒輪，在偏航電機(jī)下面有一個(gè)小齒輪， 用來與偏航軸承嚙合！用來與偏航軸承嚙合！ 4242 偏航軸承偏航軸承 偏航電機(jī)下面有一個(gè)小齒輪與偏航電機(jī)下面有一個(gè)小齒輪與 一個(gè)巨大的齒輪嚙合！這個(gè)大一個(gè)巨大的齒輪嚙合！這個(gè)大 齒輪叫做

18、偏航軸承。齒輪叫做偏航軸承。 一些小的偏航軸承是外齒，而一些小的偏航軸承是外齒，而 大型風(fēng)機(jī)的偏航軸承一般是內(nèi)大型風(fēng)機(jī)的偏航軸承一般是內(nèi) 齒！相同的是它們都要依靠偏齒！相同的是它們都要依靠偏 航電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。航電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。 4343 冷卻系統(tǒng)（散熱器）冷卻系統(tǒng)（散熱器） 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，熱發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，熱 量如果不能及時(shí)排除就會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)量如果不能及時(shí)排除就會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī) 有損壞，因此非常有必要在發(fā)電機(jī)有損壞，因此非常有必要在發(fā)電機(jī) 因?yàn)檫^熱而要停止前將溫度降下來。因?yàn)檫^熱而要停止前將溫度降下來。 有兩種冷卻方式通過空氣或水有兩種冷卻方式通過空氣或水 使用水冷卻時(shí)，冷水被導(dǎo)入

19、一些隱藏使用水冷卻時(shí)，冷水被導(dǎo)入一些隱藏 在發(fā)電機(jī)外殼里的管中。水冷卻了發(fā)在發(fā)電機(jī)外殼里的管中。水冷卻了發(fā) 電機(jī)加熱了水本身。而散熱器（如上電機(jī)加熱了水本身。而散熱器（如上 圖）又利用周圍環(huán)境的空氣再將水冷圖）又利用周圍環(huán)境的空氣再將水冷 卻。由此，水在冷卻發(fā)電機(jī)的同時(shí)不卻。由此，水在冷卻發(fā)電機(jī)的同時(shí)不 斷的循環(huán)，溫度卻不會(huì)升高。斷的循環(huán)，溫度卻不會(huì)升高。 4444 葉輪葉輪 所有大型風(fēng)機(jī)都有三個(gè)葉片所有大型風(fēng)機(jī)都有三個(gè)葉片 組成葉輪與主軸連接，而每組成葉輪與主軸連接，而每 種風(fēng)機(jī)的葉片長度都有所不種風(fēng)機(jī)的葉片長度都有所不 同。比如有一種風(fēng)機(jī)葉片長同。比如有一種風(fēng)機(jī)葉片長 度為度為25-27米

20、，而最大的風(fēng)機(jī)米，而最大的風(fēng)機(jī) 的葉片達(dá)到的葉片達(dá)到39米，這相當(dāng)于米，這相當(dāng)于 一懂一懂13層的高樓！層的高樓！ 4646 葉輪葉輪 大氣壓力大氣壓力 滑翔機(jī)滑翔機(jī) 升力升力 葉片葉片 鳥和升力鳥和升力 葉片制造廠葉片制造廠 偏航偏航 4747 大氣壓力大氣壓力 當(dāng)你在坐過山車時(shí)，是否感覺當(dāng)你在坐過山車時(shí)，是否感覺 到在你的耳朵里有壓力？在不到在你的耳朵里有壓力？在不 同的空氣壓力下你又有什么感同的空氣壓力下你又有什么感 覺呢？當(dāng)空氣壓力迅速改變時(shí)，覺呢？當(dāng)空氣壓力迅速改變時(shí)， 耳膜會(huì)隨之凹進(jìn)或凸起一些。耳膜會(huì)隨之凹進(jìn)或凸起一些。 海拔高的時(shí)候大氣壓下降，耳海拔高的時(shí)候大氣壓下降，耳 膜會(huì)凸

21、起一些，因?yàn)槟泐^部內(nèi)膜會(huì)凸起一些，因?yàn)槟泐^部內(nèi) 的空氣壓力要與外界保持一致；的空氣壓力要與外界保持一致； 4848 滑翔機(jī)滑翔機(jī) 滑翔機(jī)能夠在沒有任何引擎的情況下飛翔，并且能夠滑翔很長的一段距離。滑翔機(jī)能夠在沒有任何引擎的情況下飛翔，并且能夠滑翔很長的一段距離。 4949 滑翔機(jī)滑翔機(jī) 滑翔機(jī)的重量使它向地面下落，這是地心引力造成的，然而滑翔滑翔機(jī)的重量使它向地面下落，這是地心引力造成的，然而滑翔 機(jī)并沒有掉下來，卻能維持?jǐn)?shù)小時(shí)的飛翔！機(jī)并沒有掉下來，卻能維持?jǐn)?shù)小時(shí)的飛翔！ 5050 滑翔機(jī)滑翔機(jī) 當(dāng)?shù)匦囊κ够铏C(jī)下落時(shí)，必須有一個(gè)相反的力使它留在空中，這當(dāng)?shù)匦囊κ够铏C(jī)下落時(shí)，必須有一個(gè)

22、相反的力使它留在空中，這 個(gè)力應(yīng)該和地心引力足夠大否則滑翔機(jī)就墜落了！個(gè)力應(yīng)該和地心引力足夠大否則滑翔機(jī)就墜落了！ 5151 5252 當(dāng)你往空中扔一塊石頭時(shí)，石頭不會(huì)很長時(shí)間以后才落地，但是當(dāng)你往空中扔一塊石頭時(shí)，石頭不會(huì)很長時(shí)間以后才落地，但是 滑翔機(jī)卻能在空中呆數(shù)小時(shí)為什么會(huì)這樣呢？滑翔機(jī)卻能在空中呆數(shù)小時(shí)為什么會(huì)這樣呢？ 5353 5454 5555 升力升力 滑翔機(jī)的機(jī)翼上的升力在地心引力作用的同時(shí)將滑翔機(jī)浮在空中風(fēng)機(jī)滑翔機(jī)的機(jī)翼上的升力在地心引力作用的同時(shí)將滑翔機(jī)浮在空中風(fēng)機(jī) 葉片就是應(yīng)用了這種原理。葉片就是應(yīng)用了這種原理。 5656 葉片葉片 風(fēng)機(jī)的葉片就象滑翔機(jī)的機(jī)翼，風(fēng)機(jī)就是

23、用葉片的升力使葉輪旋轉(zhuǎn)。風(fēng)機(jī)的葉片就象滑翔機(jī)的機(jī)翼，風(fēng)機(jī)就是用葉片的升力使葉輪旋轉(zhuǎn)。 5757 5858 5959 鳥的升力鳥的升力 鳥類在數(shù)千年前就發(fā)現(xiàn)了這個(gè)物理現(xiàn)象，它們不會(huì)被地心 引力束縛在地面。它們的翅膀非常適合產(chǎn)生升力。 6060 6161 葉片需要有足夠的強(qiáng)度，這就是為什么每個(gè)葉片中間葉片需要有足夠的強(qiáng)度，這就是為什么每個(gè)葉片中間 都有一個(gè)梁，這個(gè)梁和葉片一樣長，它是在一個(gè)溫度都有一個(gè)梁，這個(gè)梁和葉片一樣長，它是在一個(gè)溫度 極高的袋子里用玻璃纖維澆鑄而成的！極高的袋子里用玻璃纖維澆鑄而成的！ 6262 這兩個(gè)殼在另一個(gè)葉片生產(chǎn)廠澆鑄。它們隨后被組合這兩個(gè)殼在另一個(gè)葉片生產(chǎn)廠澆鑄。它

24、們隨后被組合 成葉片。工人們用塑料制品附在玻璃纖維上保護(hù)它，成葉片。工人們用塑料制品附在玻璃纖維上保護(hù)它， 制造葉片時(shí)精確度是很重要的。制造葉片時(shí)精確度是很重要的。 6363 這兩個(gè)外殼被放在一個(gè)模具中，然后封閉。這兩個(gè)外殼被放在一個(gè)模具中，然后封閉。 殼在烤爐中加熱以便玻璃纖維變得足夠硬。殼在烤爐中加熱以便玻璃纖維變得足夠硬。 6464 在外殼裝配在一起之前，需要將大梁安裝進(jìn)去。在外殼裝配在一起之前，需要將大梁安裝進(jìn)去。 在大梁的上面你可以看見粘合層。在大梁的上面你可以看見粘合層。 6565 葉片的表面必須足夠的光滑以避免風(fēng)經(jīng)過其表面時(shí)速度降葉片的表面必須足夠的光滑以避免風(fēng)經(jīng)過其表面時(shí)速度降

25、 下來。這就是為什么任何一處小的滑傷都要用玻璃纖維填下來。這就是為什么任何一處小的滑傷都要用玻璃纖維填 充。最后，葉片被放置在地上拋光，直到表面足夠光滑。充。最后，葉片被放置在地上拋光，直到表面足夠光滑。 6666 偏航偏航 風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)總是保證葉輪處于對(duì)風(fēng)的狀態(tài)。風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)總是保證葉輪處于對(duì)風(fēng)的狀態(tài)。 機(jī)艙頂部的風(fēng)向標(biāo)告訴控制系統(tǒng)風(fēng)的方向，當(dāng)風(fēng)變機(jī)艙頂部的風(fēng)向標(biāo)告訴控制系統(tǒng)風(fēng)的方向，當(dāng)風(fēng)變 向時(shí)，機(jī)艙和葉輪的方向也隨之改變。向時(shí)，機(jī)艙和葉輪的方向也隨之改變。 葉輪應(yīng)該總是處于對(duì)風(fēng)狀態(tài)以便于吸收最大的葉輪應(yīng)該總是處于對(duì)風(fēng)狀態(tài)以便于吸收最大的 風(fēng)能。風(fēng)能。 6868 齒輪齒輪 齒輪工作原理

26、齒輪工作原理 風(fēng)機(jī)的齒輪風(fēng)機(jī)的齒輪 6969 當(dāng)你騎車上坡時(shí)會(huì)怎樣做：用一當(dāng)你騎車上坡時(shí)會(huì)怎樣做：用一 檔，二檔還是最高檔？檔，二檔還是最高檔？ 7070 一檔一檔 這是很明智的做法，這樣很容易上坡。這是很明智的做法，這樣很容易上坡。 盡管你蹬的很快，爬坡速度很慢，但是盡管你蹬的很快，爬坡速度很慢，但是 這樣卻一點(diǎn)不費(fèi)勁。這樣卻一點(diǎn)不費(fèi)勁。 7171 7272 7373 騎自行車爬上坡的騎自行車爬上坡的 確要費(fèi)一些功夫。確要費(fèi)一些功夫。 當(dāng)女孩用最高檔爬當(dāng)女孩用最高檔爬 坡時(shí)更困難。另一坡時(shí)更困難。另一 方面，她沒有必要方面，她沒有必要 在到達(dá)坡頂前蹬的在到達(dá)坡頂前蹬的 那么快。那么快。 74

27、74 變到第一檔時(shí)，上變到第一檔時(shí)，上 坡就容易多了，而坡就容易多了，而 這時(shí)女孩就需要蹬這時(shí)女孩就需要蹬 的快些了。的快些了。 7575 7676 7777 而發(fā)電機(jī)必須轉(zhuǎn)地足夠而發(fā)電機(jī)必須轉(zhuǎn)地足夠 快才能發(fā)電，這就是風(fēng)快才能發(fā)電，這就是風(fēng) 機(jī)為什么有個(gè)齒輪箱機(jī)為什么有個(gè)齒輪箱 就像自行車一樣。就像自行車一樣。 7878 齒輪箱將每分鐘齒輪箱將每分鐘27轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速變到轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速變到1500轉(zhuǎn)每分鐘轉(zhuǎn)每分鐘. 主軸以每分鐘主軸以每分鐘27轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn),而此時(shí)告訴軸速度而此時(shí)告訴軸速度 已經(jīng)達(dá)到已經(jīng)達(dá)到1500轉(zhuǎn)每分鐘轉(zhuǎn)每分鐘. 8080 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)的電路發(fā)電機(jī)的

28、電路 電的感應(yīng)現(xiàn)象電的感應(yīng)現(xiàn)象 8181 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 你見過自行車上的照明你見過自行車上的照明 燈嗎燈嗎? 它不用攜帶電池，它不用攜帶電池， 只要車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，燈就可只要車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，燈就可 以一直亮著以一直亮著 8282 發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流，通過電線將電發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流，通過電線將電 送到燈里。你可能會(huì)問：為什么送到燈里。你可能會(huì)問：為什么 只有一根電線就構(gòu)成了整個(gè)回只有一根電線就構(gòu)成了整個(gè)回 路？路？ 其實(shí)自行車的框架就是另一其實(shí)自行車的框架就是另一 根導(dǎo)線，只不過在一般電路中很根導(dǎo)線，只不過在一般電路中很 少件而已！少件而已！ 8383 其實(shí)，這個(gè)發(fā)電機(jī)的原理很簡單：底部是一個(gè)用銅線繞其實(shí)，這個(gè)發(fā)電

29、機(jī)的原理很簡單：底部是一個(gè)用銅線繞 成的一個(gè)線圈，線圈上面是一個(gè)磁鐵。磁鐵和銅線圈是成的一個(gè)線圈，線圈上面是一個(gè)磁鐵。磁鐵和銅線圈是 不接觸的。不接觸的。 一根軸將車輪和磁鐵連動(dòng)起來，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一根軸將車輪和磁鐵連動(dòng)起來，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 磁鐵也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)。磁鐵也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)磁鐵在線圈上方轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈里產(chǎn)當(dāng)磁鐵在線圈上方轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈里產(chǎn) 生了電流，這被稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象生了電流，這被稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象 事實(shí)上，風(fēng)機(jī)的發(fā)事實(shí)上，風(fēng)機(jī)的發(fā) 電機(jī)和我們剛才說電機(jī)和我們剛才說 的發(fā)電機(jī)原理是一的發(fā)電機(jī)原理是一 樣的，它的內(nèi)部也樣的，它的內(nèi)部也 是磁鐵和線圈的相是磁鐵和線圈的相 對(duì)運(yùn)動(dòng)。對(duì)運(yùn)動(dòng)。 8585

30、 電纜電纜 梯子梯子 控制器控制器 燈燈 法蘭法蘭 平臺(tái)平臺(tái) 8686 8787 電纜電纜 機(jī)艙內(nèi)發(fā)電機(jī)產(chǎn)機(jī)艙內(nèi)發(fā)電機(jī)產(chǎn) 生的電流通過很生的電流通過很 厚的電纜線進(jìn)入厚的電纜線進(jìn)入 控制柜！控制柜！ 8888 梯子梯子 所有塔架內(nèi)都有所有塔架內(nèi)都有 一個(gè)梯子，使你一個(gè)梯子，使你 能夠爬到機(jī)艙上，能夠爬到機(jī)艙上， 梯子接近塔壁，梯子接近塔壁， 以便于在你爬上以便于在你爬上 或爬下梯子時(shí)可或爬下梯子時(shí)可 以用后背緊靠塔以用后背緊靠塔 壁，以保證安全！壁，以保證安全！ 8989 控制器控制器 風(fēng)機(jī)的控制裝風(fēng)機(jī)的控制裝 置就是一臺(tái)計(jì)算置就是一臺(tái)計(jì)算 機(jī)，它能檢查各機(jī)，它能檢查各 個(gè)部件的工作狀個(gè)部件的

31、工作狀 態(tài)，如果某個(gè)部態(tài)，如果某個(gè)部 件停止工作，控件停止工作，控 制器將通過計(jì)算制器將通過計(jì)算 機(jī)向中央監(jiān)控室機(jī)向中央監(jiān)控室 報(bào)告故障！報(bào)告故障！ 9090 燈燈 塔架沒有朝外的塔架沒有朝外的 窗戶，因此塔架窗戶，因此塔架 內(nèi)有照明很重要！內(nèi)有照明很重要！ 9191 法蘭法蘭 法蘭上的螺栓保法蘭上的螺栓保 證塔架的各部分證塔架的各部分 緊密相連緊密相連 9292 平臺(tái)平臺(tái) 塔架內(nèi)有兩個(gè)或塔架內(nèi)有兩個(gè)或 三個(gè)的平臺(tái)供維三個(gè)的平臺(tái)供維 護(hù)人員休息！護(hù)人員休息！ 9393 塔架塔架 塔架的高度塔架的高度 塔架的兩種設(shè)計(jì)思路塔架的兩種設(shè)計(jì)思路 塔架的制造塔架的制造 9494 看看你自己的判斷看看你自

32、己的判斷 塔架頂部要安裝機(jī)艙和葉輪，那么是不是塔架必須非常高呢？ 塔架有多高并不重要，只要葉片不碰到地面就可以了 葉輪應(yīng)該盡可能的高，這一點(diǎn)非常重要 9595 塔架有多高并不重要，只要葉片不碰到地面就可以了 9696 葉輪應(yīng)該盡可能的高，這一點(diǎn)非常重要 這是對(duì)的。這是對(duì)的。40-70米高處的風(fēng)比地面的風(fēng)大的多。米高處的風(fēng)比地面的風(fēng)大的多。 煙囪里出來的煙就可以告訴你這個(gè)答案煙囪里出來的煙就可以告訴你這個(gè)答案 葉輪越高，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的能量就越大。葉輪越高，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的能量就越大。 9797 格子狀的塔架格子狀的塔架 塔架可以被設(shè)計(jì)為鋼結(jié)構(gòu)的格子狀支撐結(jié)塔架可以被設(shè)計(jì)為鋼結(jié)構(gòu)的格子狀支撐結(jié) 構(gòu)構(gòu).這種塔

33、架十分結(jié)實(shí)而且很經(jīng)濟(jì)。這種塔架十分結(jié)實(shí)而且很經(jīng)濟(jì)。 筒狀塔架筒狀塔架 為大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)的塔架應(yīng)該是底為大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)的塔架應(yīng)該是底 部比頂部略為粗些的筒狀塔架。部比頂部略為粗些的筒狀塔架。 一個(gè)筒狀鋼結(jié)構(gòu)塔架十分結(jié)實(shí)。一個(gè)筒狀鋼結(jié)構(gòu)塔架十分結(jié)實(shí)。 9898 1) 筒狀塔架是由許多鋼板焊接筒狀塔架是由許多鋼板焊接 而成的單片的鋼板先被運(yùn)到生而成的單片的鋼板先被運(yùn)到生 產(chǎn)塔架的工廠產(chǎn)塔架的工廠. 你注意到?jīng)]有：你注意到?jīng)]有： 鋼板的邊緣是傾斜的，如果不鋼板的邊緣是傾斜的，如果不 這樣的話，塔架就不能做成上這樣的話，塔架就不能做成上 窄下寬的筒狀了！窄下寬的筒狀了！ 9999 2) 在鋼板被

34、焊接之前，要在鋼板被焊接之前，要 先把它壓成環(huán)形。先把它壓成環(huán)形。 照片上照片上 的工人正在用起重機(jī)搬運(yùn)鋼的工人正在用起重機(jī)搬運(yùn)鋼 板。板。 100100 3) 鋼板被壓成環(huán)形，這就鋼板被壓成環(huán)形，這就 做好了焊接的準(zhǔn)備。工人做好了焊接的準(zhǔn)備。工人 們遙控電焊機(jī)將鋼板焊接們遙控電焊機(jī)將鋼板焊接 成型。成型。 101101 4) 豎立起來的塔架由好幾豎立起來的塔架由好幾 部分組成的。塔架的每一部分組成的。塔架的每一 部分都有部分都有20-30米高。一米高。一 些塔架有些塔架有60米高，不可能米高，不可能 組裝好再運(yùn)輸。組裝好再運(yùn)輸。50米高的米高的 塔架大約塔架大約40噸重，但是噸重，但是60

35、米高的塔架卻有米高的塔架卻有80噸。噸。 102102 5) 法蘭被焊接在塔架每部分的法蘭被焊接在塔架每部分的 兩端兩端 法蘭其實(shí)就是有很多孔的法蘭其實(shí)就是有很多孔的 鋼環(huán)。塔架各部分的連接是用鋼環(huán)。塔架各部分的連接是用 法蘭之間螺栓固定完成的。法蘭之間螺栓固定完成的。 103103 105105 建造地點(diǎn)建造地點(diǎn) 山的影響山的影響 陡峭的山崖陡峭的山崖 106106 不對(duì)，看看那些樹，不對(duì)，看看那些樹， 山頂上山頂上 的風(fēng)更強(qiáng)，當(dāng)風(fēng)遇到山時(shí)迅的風(fēng)更強(qiáng)，當(dāng)風(fēng)遇到山時(shí)迅 速向上爬升，風(fēng)速隨之增大，速向上爬升，風(fēng)速隨之增大， 這就是為什么建造風(fēng)機(jī)最理這就是為什么建造風(fēng)機(jī)最理 想的地方應(yīng)該是在山頂。想的地方應(yīng)該是在山頂。 107107 陡峭的山崖陡峭的山崖 并不是所有的山都適合建造風(fēng)機(jī)，只有斜坡并不是所有的山都適合建造風(fēng)機(jī)，只有斜坡 平緩的山才是最理想的地點(diǎn)。平緩的山才是最理想的地點(diǎn)。 如果你把風(fēng)機(jī)放在懸崖頂上，那么葉輪面對(duì)如果你把風(fēng)機(jī)放在懸崖頂上，那么葉輪面對(duì) 的就是很不穩(wěn)定的氣流。的就是很不穩(wěn)定的氣流。 109109 組裝一臺(tái)風(fēng)機(jī)組裝一臺(tái)風(fēng)機(jī) 地基地基 安裝風(fēng)機(jī)安裝風(fēng)機(jī) 110110 111111 沒有絕緣外殼的銅沒有絕緣外殼的銅 線鋪設(shè)在地基周圍線鋪設(shè)在地基周圍 當(dāng)風(fēng)機(jī)被雷電擊中時(shí)，強(qiáng)