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了解风能--定义、优势和未来

知识百科新能源风能

风能是蓬勃发展的清洁能源技术之一 。根据 IRENA 的最新数据 ， 过去 20 年 ， 全球陆上和海上风电装机容量增长了约 75 倍 ， 从 1997 年的 7.5 吉瓦 (GW) 增加到 2018 年的 564 吉瓦 。
有没有想过这些巨大的旋转涡轮机是如何为整个地区提供动力的？和我一起踏上风电场之旅 ， 探索风力涡轮机、它们的工作原理、优缺点 。让我们开始吧
什么是风能？风能或风力是指利用风产生机械或电力的过程 。这种机械能可以用于特殊目的 ， 例如抽水 ， 也可以使用发电机将其转化为电能 。
风电场是位于同一区域的风力涡轮机的集合 。一个巨大的风电场可以包括数百个独立的风力涡轮机 ， 分布在广阔的地区 。甘肃风电场 是世界上最大的风电场 。我们可以利用涡轮机之间的土地进行农业或其他活动 。在一个完全建成的风电场中 ， 我们在每个涡轮机之间放置了 7D（风力涡轮机转子直径的 7 倍）的距离 。
风电场中的各个涡轮机由中压电力收集系统和通信网络连接 。在连接到高压电力传输系统之前 ， 该中压电流由变电站的变压器升压 。

了解风能--定义、优势和未来

文章插图
风力涡轮机的工作方式转子叶片产生的空气动力类似于飞机机翼或直升机转子叶片 ， 在风力涡轮机中将风能转化为电能 。当风吹过叶片时 ， 叶片一侧的气压会降低 。叶片两侧的气压差会产生 升力 和阻力 。
升力大于阻力 ， 导致转子旋转 。转子直接或通过轴和一系列加速旋转的齿轮连接到发电机 。气动力转换为发电机的旋转产生动力 。
风力发电方程
风力涡轮机产生的功率 ， P = 0.5 DAV 3
其中 D = 空气密度
V = 风速
A = 涡轮机的扫掠面积
让我详细解释每个参数如何影响风力发电 。
风速 风中的能量与风速的立方成正比；即 ， 如果风速翻倍 ， 风中的能量增加八倍 。因此 ， 我们可以理解风速波动对风中可用功率的数量有显着影响 。
空气密度空气密度越大 ， 涡轮机从风中获得的能量就越大 。空气的密度随海拔高度和温度而变化 。海拔较高的空气密度低于海平面 ， 而暖空气的密度低于冷空气 。假设所有其他因素都相同 ， 涡轮机将在较低海拔和平均温度较低的地区产生更大的功率 。
涡轮扫过的面积作为转子旋转区域的扫掠面积越大 ， 涡轮机可以捕获的风力就越多 。由于扫掠面积（A=pi*r 2）与转子半径的平方成比例 ， 因此叶片长度的轻微增加会导致涡轮机可用功率的更大增加 。
风能的优势对于世界上许多地方来说 ， 风能是一种具有成本效益的选择 ， 因为它不需要像太阳能那样直接暴露在阳光下 。它提供了几个优点 ， 例如：
免费燃料不需要额外的燃料 ， 因为风力涡轮机仅依靠风力提供的电力运行 。安装涡轮机后 ， 无需加油或连接电源即可继续工作 。这降低了维护大型风电场的总体成本 。
清洁能源【了解风能--定义、优势和未来】风能不会通过在发电过程中产生温室气体而导致全球变暖和气候变化 ， 因为它不依赖化石燃料为涡轮机提供动力 。风能仅在风力涡轮机的生产和运输以及安装过程中间接排放温室气体 。从长远来看 ， 这相当于非常低的排放量 。
不影响农业经营风力涡轮机可以建在已有的农田上 。能源供应商可以通过合同或租赁向农场主支付在其土地上建造风电场的费用 。由于风力涡轮机足迹占用的地面空间非常小 ， 因此不会干扰农场的生产 。海上风电场有助于节省空间 。

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