风力发原理及风力发电的工艺流程

　　上 图 ： V52-850 千 瓦 风 力 发 电 机 於 不 同 噪 音 级 别 下 的 工 作 曲 线 ( 噪 音 级 别 可 透 过 改 变 风 力 发 电 机 的 转 速 而 改 变 )
( 来 源 ： Vestas )

　　为 特 定 地 点 选 取 合 适 的 风 力 发 电 机 ， 一 般 方 法 是 采 用 风 电 机 的 功 率 曲 线 和 该 地 点 的 风 力 资 料 以 进 行 产 电 量 估 算 。 。 （ 在 大 型 风 力 发 电 机 - 资 源 潜 力 部 分 有 更 多 相 关 资 讯 ）

　　4) 风 力 发 电 机 的 额 定 输 出 功 率

　　风 力 发 电 机 的 额 定 输 出 功 率 是 配 合 特 定 的 额 定 风 速 设 而 定 的 。 由 於 能 量 与 风 速 的 立 方 成 正 比 ， 因 此 ， 风 力 发 电 机 的 功 率 会 随 风 速 变 化 会 很 大 。

　　同 样 构 造 和 风 轮 直 径 的 风 电 机 可 以 配 以 不 同 大 小 的 发 电 机 。 因 此 两 座 同 样 构 造 和 风 轮 直 径 的 风 电 机 可 能 有 相 当 不 同 的 额 定 输 出 功 率 值 ， 这 取 决 於 它 的 设 计 是 配 合 强 风 地 带 （ 配 较 大 型 发 电 机 ） 或 弱 风 地 带 （ 配 较 小 型 发 电 机 ） 。

　　5) 风 力 发 电 机 的 主 要 种 类

　　横 轴 风 力 发 电 机 和 竖 轴 风 力 发 电 机

　　根 据 叶 片 固 定 轴 的 方 位 ， 风 力 发 电 机 可 以 分 为 横 轴 和 竖 轴 两 类 。 横 轴 式 风 电 机 工 作 时 转 轴 方 向 与 风 向 一 致 ， 竖 轴 式 风 电 机 转 轴 方 向 与 风 向 成 直 角 。

　　横 轴 式 风 电 机 通 常 需 要 不 停 地 变 向 以 保 持 与 风 向 一 致 。 而 竖 轴 式 风 电 机 则 不 必 如 此 ， 因 为 它 可 以 收 集 不 同 来 向 的 风 能 。

　　横 轴 式 风 电 机 在 世 界 上 占 主 流 位 置 。

　　逆 风 风 力 发 电 机 和 顺 风 风 力 发 电 机

　　逆 风 风 电 机 是 一 种 风 轮 面 向 来 风 的 横 轴 式 风 电 机 。 而 对 於 顺 风 风 电 机 ， 来 风 是 从 风 轮 的 背 後 吹 来 。 大 多 数 的 风 力 发 电 机 是 逆 风 式 的 。

　　单 叶 片 、 双 叶 片 和 三 叶 片 风 力 发 电 机

　　叶 片 的 数 目 由 很 多 因 素 决 定 ， 其 中 包 括 空 气 动 力 效 率 、 复 杂 度 、 成 本 、 噪 音 、 美 学 要 求 等 等 。 大 型 风 力 发 电 机 可 由 1 、 2 或 者 3 片 叶 片 构 成 。

　　叶 片 较 少 的 风 力 发 电 机 通 常 需 要 更 高 的 转 速 以 提 取 风 中 的 能 量 ， 因 此 噪 音 比 较 大 。 而 如 果 叶 片 太 多 ， 它 们 之 间 会 相 互 作 用 而 降 低 系 统 效 率 。 目 前 3 叶 片 风 电 机 是 主 流 。 从 美 学 角 度 上 看 ， 3 叶 片 的 风 电 机 看 上 去 较 为 平 衡 和 美 观 。

　　6) 岸 上 风 电 场

　　岸 上 风 电 系 统 可 以 是 仅 有 一 台 风 电 机 ， 或 者 由 多 台 风 电 机 器 线 性 排 列 或 方 阵 排 列 形 成 风 电 场 。

　　风 电 场 的 风 力 发 电 机 相 互 之 间 需 要 有 足 够 的 距 离 ， 以 免 造 成 过 强 的 湍 流 相 互 影 响 ， 或 由 於 " 尾 流 效 应 " 而 严 重 减 低 後 排 风 电 机 的 功 率 输 出 。

　　为 了 配 合 运 送 大 型 设 备 （ 特 别 是 叶 片 ） 到 安 装 现 场 ， 须 要 建 设 道 路 。 另 外 亦 须 要 建 设 输 电 线 ， 把 风 电 场 的 输 出 连 接 到 电 网 接 入 点 。

　　7) 世 界 各 地 的 风 力 发 电 装 置

　　到 2005 年 底 ， 世 界 总 风 力 发 电 装 机 容 量 达 58 千 兆 瓦 。 德 国 、 西 班 牙 、 美 国 、 印 度 和 丹 麦 是 以 风 力 发 电 装 机 容 量 来 算 前 几 名 的 国 家 。 在 丹 麦 ， 风 能 发 电 提 供 该 国 总 用 电 量 的 20 ％ 。 香 港 第 一 台 大 型 风 力 发 电 机 是 由 香 港 电 灯 集 团 於 2005 年 末 安 装 在 南 丫 岛 上 ， 并 於 2006 年 二 月 正 式 启 用 。 该 机 额 定 输 出 功 率 为 800 千 瓦 。

　　风 能 是 可 再 生 能 源 发 展 中 最 快 的 部 分 。 由 1995 年 到 2005 年 之 间 的 年 增 长 率 为 28.5 ％ 。 根 据 德 国 风 能 会 （ DEWI ） 的 估 计 ， 风 能 发 电 的 年 增 长 率 将 保 持 高 增 长 率 ， 在 2012 年 或 之 前 全 球 风 力 发 电 装 机 容 量 可 能 达 到 150 千 兆 瓦 。

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