风力发电机的工作原理很简单:风力发电机不像风扇那样利用电来产生风,而是利用风来发电。风绕着转子旋转涡轮的螺旋桨状叶片,使发电机旋转,从而发电。
风是太阳能的一种形式,是由三个并发事件共同引起的:
1.太阳不均匀地加热大气
2.地球表面的不规则性
3.地球自转。
在美国,风的流型和速度变化很大,并且会因水体,植被和地形差异而改变。人类将这种风或动能用于许多地方:航行,放风筝,甚至发电。
术语"windenergy(风能)”和“windpower(风能)”均描述了使用风产生机械能或电能的过程。该机械动力可用于特定任务(例如碾磨谷物或抽水),或者发电机可将该机械动力转换为电能。
风力发电机利用来自转子叶片的空气动力将风能转化为电能,转子叶片的工作方式类似于飞机机翼或直升机转子叶片。当风流过叶片时,叶片一侧上的气压会降低。叶片两侧的气压差会产生升力和阻力。升力大于阻力,这会导致转子旋转。转子直接连接到发电机(如果是直接驱动的发电机),或者通过轴和一系列齿轮(变速箱)连接到发电机,以加快旋转速度并允许使用体积更小的发电机。空气动力向发电机旋转的这种转换产生了电能。
风力发电机的类型
大多数风力发电机分为两种基本类型:
水平轴发电机:当人们想到风力发电机时,水平轴风力发电机即是许多人所想象的那种。
很常见的是,它们具有三个叶片并“逆风”运行,发电机在塔架顶部枢转,因此叶片面向风。
垂直轴发电机:垂直轴风力发电机有多种变体,包括打蛋机式的Darrieus模型,该模型以其法国发明家的名字命名。这些发电机是全向的,这意味着它们无需进行调整即可指向风中运行。
风力发电机可以在陆地上或海上建造在大片水域中,例如海洋和湖泊。