風力發電的基本常識
地球表面大量空氣流動所產生的動能.由於地面各處受太陽輻照後氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同，因而引起各地氣壓的差異，在水平方向高壓空氣向低壓地區流動，即形成風.風能資源決定於風能密度和可利用的風能年累積小時數.風能密度是單位迎風面積可獲得的風的功率，與風速的三次方和空氣密度成正比關系.據估算，全世界的風能總量約1300億千瓦，中國的風能總量約16億千瓦.風能資源受地形的影響較大，世界風能資源多集中在沿海和開闊大陸的收縮地帶，如美國的加利福尼亞州沿岸和北歐壹些國家，中國的東南沿海、內蒙古、新疆和甘肅壹帶風能資源也很豐富.中國東南沿海及附近島嶼的風能密度可達300瓦/米2(W/m2)以上，3~20米/秒風速年累計超過6000小時 .內陸風能資源最好的區域 ，沿內蒙古至 新疆壹帶，風能密度也在200~300W/m2,3 ~20米/秒風速年累計5000~6000小時.這些地區適於發展風力發電和風力提水.新疆達阪城風力發電站1992年已裝機5500千瓦，是中國最大的風力電站 在自然界中，風是壹種可再生、無汙染而且儲量巨大的能源.隨著全球氣候變暖和能源危機，各國都在加緊對風力的開發和利用，盡量減少二氧化碳等溫室氣體的排放，保護我們賴以生存的地球. 風能的利用主要是以風能作動力和風力發電兩種形式，其中又以風力發電為主， 以風能作動力，就是利用風來直接帶動各種機械裝置，如帶動水泵提水等這種風力發動機的優點是：投資少、工效高、經濟耐用.目前，世界上約有壹白多萬臺風力提水機在運轉.澳大利亞的許多牧場，都設有這種風力提水機.在很多風力資源豐富的國家，科學家們還利用風力發動機鍘草、磨面和加工飼料等. 利用風力發電，以丹麥應用最早，而且使用較普遍.丹麥歲只有500多萬人口，卻是世界風能發電大國和發電風輪生產大國，世界10大風輪生產廠家有5家在丹麥，世界60%以上的風輪制造廠都在使用丹麥的技術，是名副其實的“風車大國”. 截止到2006年底，世界風力發電總量居前3位的分別是德國、西班牙和美國，三國的風力發電總量占全球風力發電總量的60%. 此外，風力發電還逐漸走進居民住宅.在英國，迎風緩緩轉動葉片的微型風能電機正在成為壹種新景觀.家庭安裝微型風能發電設備，不但可以為生活提供電力，節約開支，還有利於環境保護.堪稱世界“最環抱住宅”就是由英國著名環保組織“地球之友”的發起人馬蒂·威廉歷史5年建造成的，其住宅的迎風院墻前就矗立著壹個扇狀渦輪發電機，隨著葉片的轉動，不時將風能轉化為電能. 我國風力資源豐富，可開發利用的風能儲量為10億千瓦.對風能的利用，特別是對我國沿海島嶼，交通不便的邊遠山區，地廣人稀的草原牧場，以及遠離電網的農村、邊疆，作為解決生產和生活能源的壹種可靠途徑，具有十分重要的意義. 現在，無論是在廣闊的草原，還是在杲杲的山嶺，我們都會看到壹座座能抗風暴襲擊而穩定運行的風力發電站.每當大風來臨，收集機就會自動調轉方向，迎接風的犀利，任憑風力有多大，來勢有多猛，它壹概取之，轉成電能儲存起來，為人們提供電力.這樣，即使在遠離城市的鄉村和牧場都可以用上電，過上幸福的生活. 風能的壞處1）風速不穩定，產生的能量大小不穩定 2）不是什麽地方都可以利用風能，受地理位置限制嚴重 3）風能的能量轉換效率低 4）技術不成熟，還不能普及 5）風能是新型能源，響應的使用設備也不是很成熟 6）國家目前沒有明確政策要大力推廣風能利用。
2.有關風力發電的知識
風力發電有這個專業，專業課壹般有機械，電子，光電，空氣動力學，機電壹體化，電力，大氣物理學，天文學，經典力學，系統工程。
風力發電知識-原理介紹
風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。把風能轉變為電能是風能利用中最基本的壹種方式。風力發電機壹般有風輪、發電機（包括裝置）、調向器（尾翼）、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成
把風能轉變為電能是風能利用中最基本的壹種方式。風力發電機壹般有風輪、發電機（包括裝置）、調向器（尾翼）、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。風力發電機的工作原理比較簡單，風輪在風力的作用下旋轉，它把風的動能轉變為風輪軸的機械能。發電機在風輪軸的帶動下旋轉發電。
風輪是集風裝置，它的作用是把流動空氣具有的動能轉變為風輪旋轉的機械能。壹般風力發電機的風輪由2個或3個葉片構成。在風力發電機中，已采用的發電機有3種，即直流發電機、同步交流發電機和異步交流發電機。
風力發電機中調向器的功能是使風力發電機的風輪隨時都迎著風向，從而能最大限度地獲取風能。壹般風力發電機幾乎全部是利用尾翼來控制風輪的迎風方向的。尾翼的材料通常采用鍍鋅薄鋼板。
限速安全機構是用來保證風力發電機運行安全的。限速安全機構的設置可以使風力發電機風輪的轉速在壹定的風速範圍內保持基本不變。
塔架是風力發電機的支撐機構，稍大的風力發電機塔架壹般采用由角鋼或圓鋼組成的桁架結構。風力機的輸出功率與風速的大小有關。由於自然界的風速是極不穩定的，風力發電機的輸出功率也極不穩定。風力發電機發出的電能壹般是不能直接用在電器上的，先要儲存起來。目前風力發電機用的蓄電池多為鉛酸蓄電池。
風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三公尺的微風速度（微風的程度），便可以開始發電。風力發電沒有燃料問題，也不會產生輻射或空氣汙染。
風力發電在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國也在西部地區大力提倡。小型風力發電系統效率很高，但它不是只由壹個發電機頭組成的，而是壹個有壹定科技含量的小系統：風力發電機+充電器+數字逆變器。風力發電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成。每壹部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風力並通過機頭轉為電能；尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能；轉體能使機頭靈活地轉動以實現尾翼調整方向的功能；機頭的轉子是永磁體，定子繞組切割磁力線產生電能。
風力發電機因風量不穩定，故其輸出的是13~25V變化的交流電，須經充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風力發電機產生的電能變成化學能。然後用有保護電路的逆變電源，把電瓶裏的化學能轉變成交流220V市電，才能保證穩定使用。
通常人們認為，風力發電的功率完全由風力發電機的功率決定，總想選購大壹點的風力發電機，而這是不正確的。目前的風力發電機只是給電瓶充電，而由電瓶把電能貯存起來，人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關系。功率的大小更主要取決於風量的大小，而不僅是機頭功率的大小。在內地，小的風力發電機會比大的更合適。因為它更容易被小風量帶動而發電，持續不斷的小風，會比壹時狂風更能供給較大的能量。當無風時人們還可以正常使用風力帶來的電能，也就是說壹臺200W風力發電機也可以通過大電瓶與逆變器的配合使用，獲得500W甚至1000W乃至更大的功率出。
3.風電包括什麽
風力發電
二、功率特性 根據H型風力發電機的原理，風輪的轉速上升速度提高較快（力矩上升速度快），它的發電功率上升速度也相應變快，發電曲線變得飽滿（如下圖）。在同樣功率下，垂直軸風力發電機的額定風速較現有水平軸風力發電機要小，並且它在低風速運轉時發電量也較大。 三、結構 由於此種設計結構采用了特殊空氣洞力學原理、三角形向量法的連接方式以及直驅式結構的原理，使得風輪的受力主要集中於輪轂上，因此抗風能力較強；此種設計的特性還體現在對周圍環境的影響上，運轉時無噪音以及電磁幹擾小等特點使得新型垂直軸風力發電機優越性非常明顯。 垂直軸直線葉片永磁發電機風力發電電源系統結構圖 附：現有垂直軸風力發電電源比較： 目前，生產該類型垂直軸風力發電電源系統產品最多的是日本（2002年開始研究），還有英國、加拿大等國目前也在研制中，這些國家的大部分產品在風輪設計當中采用平行連接桿，這種方式對發電機輸出軸要求較高，並且結構相對復雜，現場安裝程序也偏多。另外，從力學方面分析，H型垂直軸風力發電機功率越大、葉片越長、平行桿的中心點與發電機軸的中心點距離越長，抗風能力就越差，因此，MUCE采取的是三角形向量法，彌補了上述的壹些缺點。 風機葉片是風力發電技術進步的關鍵核心 風力機部件，其良好的設計、可靠的質量和優越的性能是保證機組正常穩定運行的決定因素。我國風機葉片行業的發展是伴隨著風電產業及風電設備行業的發展而發展起來的。由於起步較晚，我國風機葉片最初主要是依靠進口來滿足市場需求的。隨著國內企業和科研院所的***同努力，我國風機葉片行業的供給能力迅速提升。 目前，我國風機葉片市場已經形成外資企業、民營企業、研究院所、上市公司等多元化的主體投資形式。外資企業主要有GE、LM、GAMESA、VESTAS等，國內企業以時代新材、中材科技、中航惠騰、中復連眾為代表。截至到2008年5月，中國境內的風電機組葉片廠商***有31家。其中，已經進入批量生產階段的公司有10家。2008年，已經批量生產的葉片公司生產能力為460萬千瓦。預計2010年，這些葉片公司全部進入批量生產階段後，綜合生產能力將達到900萬千瓦。
4.風力發電場需要掌握哪些知識
把風的動能轉變成機械動能，再把機械能轉化為電力動能，這就是風力發電。風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三米的微風速度（微風的程度），便可以開始發電。 風力發電正在世界上形成壹股熱潮，因為風力發電不需要使用燃料，也不會產生輻射或空氣汙染。
風力發電所需要的裝置，稱作風力發電機組。這種風力發電機組，大體上可分風輪（包括尾舵）、發電機和鐵塔三部分。（大型風力發電站基本上沒有尾舵，壹般只有小型（包括家用型）才會擁有尾舵）
風輪是把風的動能轉變為機械能的重要部件，它由兩只（或更多只）螺旋槳形的葉輪組成。當風吹向漿葉時，槳葉上產生氣動力驅動風輪轉動。槳葉的材料要求強度高、重量輕，目前多用玻璃鋼或其它復合材料（如碳纖維）來制造。（現在還有壹些垂直風輪，s型旋轉葉片等，其作用也與常規螺旋槳型葉片相同）
由於風輪的轉速比較低，而且風力的大小和方向經常變化著，這又使轉速不穩定；所以，在帶動發電機之前，還必須附加壹個把轉速提高到發電機額定轉速的齒輪變速箱，再加壹個調速機構使轉速保持穩定，然後再聯接到發電機上。為保持風輪始終對準風向以獲得最大的功率，還需在風輪的後面裝壹個類似風向標的尾舵。
鐵塔是支承風輪、尾舵和發電機的構架。它壹般修建得比較高，為的是獲得較大的和較均勻的風力，又要有足夠的強度。鐵塔高度視地面障礙物對風速影響的情況，以及風輪的直徑大小而定，壹般在6-20米範圍內。
發電機的作用，是把由風輪得到的恒定轉速，通過升速傳遞給發電機構均勻運轉，因而把機械能轉變為電能
5.風力發電資料
風能是壹種可再生的清潔能源。
近30年來，國際上在風能的利用方面，無論是理論研究還是應用研究都取得了重大進步。風力發電技術日臻完善，並網型風力發電機單機額定功率最大已經到5MW，葉輪直徑達到126m。
截止2005年世界裝機容量已達58,982MW，風力發電量占全球電量的1%。中國成為亞洲風電產業發展的主要推動者之壹，其總裝機容量居世界第8位，2005年新增裝機容量居世界第6位。
今後，國內外風力發電技術和產業的發展速度將明顯加快。 風是最常見的自然現象之壹，是太陽對地球表面不均衡加熱而引起的"空氣流動"，流動空氣具有的動能稱之為風能。
因此，風能是壹種廣義的太陽能。據世界氣象組織（WMO）和中國氣象局氣象科學研究院分析，地球上可利用的風能資源為200億kW，是地球上可利用水能的20倍。
中國陸地10m高度層可利用的風能為2.53億kW，海上可利用的風能是陸地上的3倍，50m高度層可利用的風能是10m高度層的2倍，風能資源非常豐富。 風能是壹種技術比較成熟、很有開發利用前景的可再生能源之壹。
風能的利用方式不僅有風力發電、風力提水，而且還有風力致熱、風帆助航等。因此，開發利用風能對世界各國科技工作者具有極強的魅力，從而喚起了世界眾多的科學家致力於風能利用方面的研究。
在本文中，將對國內外風力發電技術的現狀和發展趨勢進行論述。 風力發電基本知識編輯本段 1 風能的計算公式 空氣運動具有動能。
風能是指風所具有的動能。如果風力發電機葉輪的斷面積為A，則當風速為V的風流經葉輪時，單位時間風傳遞給葉輪的風能為 （1）其中：單位時間質量流量m=ρAV(2)在實際中， （3）式中： PW-每秒空氣流過風力發電機葉輪斷面面積的風能，即風能功率，W; Cp-葉輪的風能利用系數； hm-齒輪箱和傳動系統的機械效率，壹般為0.80-0.95，直驅式風力發電機為1.0; he-發電機效率，壹般為0.70-0.98; r-空氣密度，kg/m3; A-風力發電機葉輪旋轉壹周所掃過的面積，m2; V-風速，m/s。
2 貝茨（Betz）理論 第壹個關於風輪的完整理論是由德國哥廷根研究所的A·貝茨於1926年建立的。 貝茨假定風輪是理想的，也就是說沒有輪轂，而葉片數是無窮多，並且對通過風輪的氣流沒有阻力。
因此這是壹個純粹的能量轉換器。此外還進壹步假設氣流在整個風輪掃掠面上的氣流是均勻的，氣流速度的方向無論在風輪前後還是通過時都是沿著風輪軸線的。
通過分析壹個放置在移動空氣中的"理想"風輪得出風輪所能產生的最大功率為 （4）式中：Pmax-風輪所能產生的最大功率； -空氣密度，kg/m3; A-風力發電機葉輪旋轉壹周所掃過的面積，m2; V-風速，m/s。 這個表達式稱為貝茨公式。
其假定條件是風速與風輪軸方向壹致並在整個風輪掃掠面上是均勻的。 將（4）式除以氣流通過掃掠面A時風所具有的動能，可推得風力機的理論最大效率 貝茲（Betz）理論的極限值。
它說明，風力機從自然風中所能索取的能量是有限的，其功率損失部分可以解釋為留在尾流中的旋轉動能。 能量的轉換將導致功率的下降，它隨所采用的風力機和發電機的型式而異，因此，風力機的實際風能利用系數Cp<0.593[3]。
3 溫度、大氣壓力和空氣密度 通過溫度計和氣壓計測試出實驗地點的環境溫度和大氣壓，由下式計算出空氣密度。 式中：ρ-空氣密度，kg/m3; h-當地大氣壓力，Pa; t-溫度，℃。
從空氣密度公式可以看出，空氣密度的大小與大氣壓力、溫度有關。 4 風力機的主要組成 1） 小型風力發電機 小型水平軸風力機主要組成部分有：風輪、發電機、塔架、調向機構、蓄能系統、逆變器等。
（1）風輪 風輪是風力機從風中吸收能量的部件，其作用是把空氣流動的動能轉變為風輪旋轉的機械能。水平軸風力發電機的風輪是由1~3個葉片組成的。
葉片的結構形式多樣，材料因風力機型號和功率大小而定，如木心外蒙玻璃鋼葉片、玻璃纖維增強塑料樹脂葉片等。 （2）發電機 在風力發電機中，已采用的發電機有3種，即直流發電機、同步交流發電機和異步交流發電機。
小型風力發電機多采用同步或異步交流發電機，發出的交流電通過整流裝置轉換成直流電。 （3）塔架 塔架用於支撐 發電機和調向機構等。
因風速隨離地面的高度增加而增加，塔架越高，風輪單位面積捕捉的風能越多，但造價、安裝費等也隨之加大。 （4）調向機構 垂直軸風力機可接受任何方向吹來的風，因此不需要調向機構。
對於水平軸風力機，為了得到最高的風能利用效率，應用風輪的旋轉面經常對準風向，需要對風裝置。常用的調向機構主要有尾舵、舵輪、電動對風裝置。
（5）限速機構 當風速高於風力機的設計風速時，為了防止葉片損壞，需要對風輪轉速進行控制。 （6）貯能裝置 貯能裝置對獨立運行的小型風力機是十分重要的。
其貯能方式有熱能貯能、化學能貯存。 （7）逆變器 用於將直流電轉換為交流電，以滿足交流電氣設備用電的要求。
2） 大型風力發電機 大型風力發電機組由兩大部分組成：氣動機械部分和電氣部分。氣動機械部分包括風輪、低速軸、增速齒輪箱、高速軸，其功能是驅動發電機轉子，將風能轉換為機械能。
電氣部分包括異步發電。
6.風力發電是物理學中什麽學知識
風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電；它由機頭、轉體、尾翼、葉片組成，各部分功能為：葉片用來接受風力並通過機頭轉為電能；尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能；轉體能使機頭靈活地轉動以實現尾翼調整方向的功能；機頭的轉子是永磁體，定子繞組切割磁力線產生電能. 風力發電機因風量不穩定，故其輸出的是13~25V變化的交流電，須經充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風力發電機產生的電能變成化學能.然後用有保護電路的逆變電源，把電瓶裏的化學能轉變成交流220V市電，才能保證穩定使用。
7.風力發電
風是壹種潛力很大的新能源，人們也許還記得，十八世紀初，橫掃英法兩國的壹次狂暴大風，吹毀了四百座風力磨坊、八百座房屋、壹百座教堂、四百多條帆船，並有數千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。僅就拔樹壹事而論，風在數秒鐘內就發出了壹千萬馬力（即750萬千瓦；壹馬力等於0.75千瓦）的功率！有人估計過，地球上可用來發電的風力資源約有100億千瓦，幾乎是現在全世界水力發電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風力在壹年內所提供能量的三分之壹。因此，國內外都很重視利用風力來發電，開發新能源。
怎樣利用風力來發電呢？
我們把風的動能轉變成機械能，再把機械能轉化為電能，這就是風力發電。風力發電所需要的裝置，稱作風力發電機組。這種風力發電機組，大體上可分風輪（包括尾舵）、發電機和鐵塔三部分。（大型風力發電站基本上沒有尾舵，壹般只有小型（包括家用型）才會擁有尾舵）
風輪是把風的動能轉變為機械能的重要部件，它由兩只（或更多只）螺旋槳形的葉輪組成。當風吹向漿葉時，槳葉上產生氣動力驅動風輪轉動。槳葉的材料要求強度高、重量輕，目前多用玻璃鋼或其它復合材料（如碳纖維）來制造。（現在還有壹些垂直風輪，s型旋轉葉片等，其作用也與常規螺旋槳型葉片相同）
由於風輪的轉速比較低，而且風力的大小和方向經常變化著，這又使轉速不穩定；所以，在帶動發電機之前，還必須附加壹個把轉速提高到發電機額定轉速的齒輪變速箱，再加壹個調速機構使轉速保持穩定，然後再聯接到發電機上。為保持風輪始終對準風向以獲得最大的功率，還需在風輪的後面裝壹個類似風向標的尾舵。
鐵塔是支承風輪、尾舵和發電機的構架。它壹般修建得比較高，為的是獲得較大的和較均勻的風力，又要有足夠的強度。鐵塔高度視地面障礙物對風速影響的情況，以及風輪的直徑大小而定，壹般在6-20米範圍內。
發電機的作用，是把由風輪得到的恒定轉速，通過升速傳遞給發電機構均勻運轉，因而把機械能轉變為電能。
多大的風力才可以發電呢？
壹般說來，3級風就有利用的價值。但從經濟合理的角度出發，風速大於每秒4米才適宜於發電。據測定，壹臺55千瓦的風力發電機組，當風速每秒為9.5米時，機組的輸出功率為55千瓦；當風速每秒8米時，功率為38千瓦；風速每秒為6米時，只有16千瓦；而風速為每秒5米時，僅為9.5千瓦。可見風力愈大，經濟效益也愈大。