风力发电系统，利用风力作为电力和机械动力来源

背景
什么是风能系统?
机械能系统
风车
风力水泵
帆船
风力电力系统
风力发电机是如何工作的

背景

风作为一种能源已经使用了几千年。即使是最早和最原始的人也使用风能作为交通工具，他们在各种木筏、船只和水船上系帆。

什么是风能系统?

用于捕捉风能的系统有两种基本类型。两者都能捕捉风的动能，并将其用于产生电能或为机械系统提供动力。

机械能系统

利用风能最古老的形式是机械能系统。典型的例子有帆船、风力水泵、用于碾碎谷物的风车和直接为其他工业设备提供动力的风车。2022世界杯美洲区赛程表

风车

实际应用的工业风车有可靠的文献记载，已知自9世纪以来一直在使用。

图1所示。碾碎谷物制成面粉的传统风车

在20世纪30年代可靠的电力供应普及之前，风车一直是欧洲和美国普遍使用的能源。到20世纪50年代，风车很少被使用，但能源成本的增加意味着新的、高效的风车正在吸引合适行业的兴趣。

风力水泵

风力驱动水泵用于从井、水坝、河流中抽水，并用于排水。它们面临着被电动泵、柴油泵和太阳能泵所取代，但它们简单可靠的结构意味着风力水泵仍广泛用于世界农村和偏远地区的抽水。

图2。在澳大利亚和美国的偏远和农村地区，典型的用于抽水的风车

帆船

公元前4000年左右，埃及人首次使用帆来驾驭风，从那时起，世界各地逐渐采用了这种方法。帆船的现代使用让人想起古老的方形帆船、休闲帆船或长途远洋比赛，但帆船正被重新发现用于工业用途。现代集装箱船和散货船现在可以使用巨大的风筝状帆。这些帆与正常的推进系统一起使用，但这些帆减轻了船舶发动机的负担，节省了燃料。

图3。传统帆船

风力电力系统

当今世界上风能最广泛的应用是用于发电。现代风力发电工业始于1979年的丹麦，制造商开发了各种风力涡轮机。这些早期的涡轮机与现代风力涡轮机相比相当小。风力发电是能源市场中一个快速增长的领域，风力发电安全、清洁、可再生。

图4。用于发电的现代风力涡轮机

风力发电机是如何工作的?

目前使用的大多数风力涡轮机都是水平轴风力涡轮机，风力通过叶片状的螺旋桨，转动轴、齿轮箱和发电机来发电。轴、变速箱和发电机由空气动力学设计的机舱覆盖，机舱连接在一个可能超过100米高的垂直杆上。涡轮机被仔细监测和控制，以确保最高效率，并保护涡轮机免受强风的损坏。

现代风力涡轮机产生的功率从250瓦左右(用于电池充电)到1.8兆瓦或更多。这种大小的大型风力涡轮机可以为大约5000个家庭提供足够的电力。

来源:AZoCleantech