垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī):
垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)向改變的時(shí)候無(wú)需對(duì)風(fēng),在這點(diǎn)上相對(duì)于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一大優(yōu)勢(shì),它不僅使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化,而且也減少了風(fēng)輪對(duì)風(fēng)時(shí)的陀螺力。
利用阻力旋轉(zhuǎn)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)有幾種類型,其中有利用平板和被子做成的風(fēng)輪,這是一種純阻力裝置;S型風(fēng)車,具有部分升力,但主要還是阻力裝置。這些裝置有較大的啟動(dòng)力矩,但尖速比低,在風(fēng)輪尺寸、重量和成本一定的情況下,提供的功率輸出低。
達(dá)里厄式風(fēng)輪:
是法國(guó)G.J.M達(dá)里厄于19世紀(jì)30年代發(fā)明的。在20世紀(jì)70年代,加拿大國(guó)家科學(xué)研究院對(duì)此進(jìn)行了大量的研究,現(xiàn)在是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要競(jìng)爭(zhēng)者。達(dá)里厄式風(fēng)輪是一種升力裝置,彎曲葉片的剖面是翼型,它的啟動(dòng)力矩低,但尖速比可以很高,對(duì)于給定的風(fēng)輪重量和成本,有較高的功率輸出。現(xiàn)在有多種達(dá)里厄式風(fēng)力發(fā)電機(jī),如Φ型,Δ型,Y型和H型等。這些風(fēng)輪可以設(shè)計(jì)成單葉片,雙葉片,三葉片或者多葉片。
雙饋型感應(yīng)發(fā)電機(jī):
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,雙饋型感應(yīng)發(fā)電機(jī)(Double-Fed Induction Generator)在風(fēng)能發(fā)電中的應(yīng)用越來(lái)越廣。這種技術(shù)不過(guò)分依賴于蓄電池的容量,而是從勵(lì)磁系統(tǒng)入手,對(duì)勵(lì)磁電流加以適當(dāng)?shù)目刂?,從而達(dá)到輸出一個(gè)恒頻電能的目的。雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上類似于異步發(fā)電機(jī),但在勵(lì)磁上雙饋發(fā)電機(jī)采用交流勵(lì)磁。我們知道一個(gè)脈振磁勢(shì)可以分解為兩個(gè)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì),而三相繞組的適當(dāng)安排可以使其中一個(gè)磁勢(shì)的效果消去,這樣一來(lái)就得到一個(gè)在空間旋轉(zhuǎn)的磁勢(shì),這就相當(dāng)于同步發(fā)電機(jī)中帶有直流勵(lì)磁的轉(zhuǎn)子。雙饋發(fā)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)就在于,交流勵(lì)磁的頻率是可調(diào)的,這就是說(shuō)旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的頻率可調(diào)。這樣當(dāng)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不定時(shí),適當(dāng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的頻率,就可以滿足輸出恒頻電能的目的。由于電力電子元器件的容量越來(lái)越大,所以雙饋發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力也越來(lái)越強(qiáng),這使得雙饋機(jī)的單機(jī)容量得以提高。雖然,部分理論還在完善當(dāng)中,但是雙饋反應(yīng)發(fā)電機(jī)的廣泛應(yīng)用這一趨勢(shì)將越來(lái)越明顯。
馬格努斯效應(yīng)風(fēng)輪:
馬格努斯效應(yīng)風(fēng)輪,由自旋的圓柱體組成,當(dāng)它在氣流中工作時(shí),產(chǎn)生的移動(dòng)力是由于馬格努斯效應(yīng)引起的,其大小與風(fēng)速成正比。有的垂直軸風(fēng)輪使用管道或者漩渦發(fā)生器塔,通過(guò)套管或者擴(kuò)壓器使水平氣流變成垂直氣流,以增加速度,偶寫還利用太陽(yáng)能或者燃燒某種燃料,是水平氣流變成垂直方向的氣流。
徑流雙輪效應(yīng)風(fēng)輪:
徑流雙輪效應(yīng)或雙輪效應(yīng)是一種新型風(fēng)能轉(zhuǎn)化方式。
首先它是一種雙輪結(jié)構(gòu),相對(duì)于水平軸流式風(fēng)機(jī),它是徑流式的,同已有的立軸式風(fēng)機(jī)一樣都是沿長(zhǎng)軸布設(shè)槳葉的,直接利用風(fēng)的推力旋轉(zhuǎn)工作的,單輪立軸風(fēng)輪因軸兩側(cè)槳葉同時(shí)接受風(fēng)力而扭矩相反,相互抵消,輸出力矩不大。設(shè)計(jì)為雙輪結(jié)構(gòu)并靠近安裝,同步運(yùn)轉(zhuǎn),就將原來(lái)的立軸力矩輸出對(duì)槳葉流體力學(xué)形狀的依賴進(jìn)而改變?yōu)殡p輪間的利用轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生渦流力的利用,兩輪相互借力,相互推動(dòng);而對(duì)吹向兩輪間的逆向風(fēng)流可以互相遮擋,進(jìn)而又依次輪流將其分撥于兩輪的外側(cè),使兩輪外側(cè)獲得有疊加的風(fēng)流,因此使雙輪的外緣線速度可以高于風(fēng)速,雙輪結(jié)構(gòu)的這種互相助力,主動(dòng)利用風(fēng)力的特點(diǎn)產(chǎn)生了“雙輪效應(yīng)”。
相比有些單輪式結(jié)構(gòu)風(fēng)機(jī)中采用外加的遮擋法、活動(dòng)式變槳矩等被動(dòng)式減少葉輪回轉(zhuǎn)復(fù)位阻力的設(shè)計(jì),體現(xiàn)了積極利用風(fēng)力的特點(diǎn)。因此這一發(fā)明的不僅具有實(shí)用作用,促進(jìn)風(fēng)力利用的研究和發(fā)展,而且具有新的流體力學(xué)方面的意義。它開辟了風(fēng)能發(fā)展的新空間,是一項(xiàng)帶有基礎(chǔ)性質(zhì)的發(fā)明,這種雙輪風(fēng)機(jī)具有的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)捷,易于制造加工,轉(zhuǎn)數(shù)較低,重心下降,安全性好,運(yùn)行成本低,維護(hù)容易,無(wú)噪音污染等明顯特點(diǎn),可以廣泛普及推廣,適應(yīng)節(jié)能減排需求。
為了適合各個(gè)地域環(huán)境的差異,當(dāng)今的風(fēng)力發(fā)電機(jī)品種越來(lái)越多,因此,風(fēng)電市場(chǎng)大有前景。
——廣州綠欣發(fā)電機(jī)有限公司
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