技 术 大 纲

国 际 电 工 委 员 会 标 准 61400-2 所 规 定 的 小 型 风 力 发 电 机 设 计 规 范 适 用 於 叶 片 扫 掠 面 积 少 於 200 平 方 米 或 者 直 径 小 於 17 米 的 风 力 发 电 机 。 小 型 风 力 发 电 机 的 额 定 功 率 可 以 在 大 约 100 瓦 到 几 万 瓦 之 间 。 本 部 分 会 重 点 介 绍 额 定 功 率 数 千 瓦 以 下  的 风 电 机 , 这 些 风 电 机 大 多 输 出 直 流  电  ﹝ 一 般 把 永 磁 发 电 机 输 出 加 以 整 流 ﹞ 而 非 交 流 电 。 它 们 主 要 应 用 於 独 立 供 电 系 统 形 式 ( 有 时 与 光 伏 板 联 用 ) 为 蓄 电 池 充 电 。 小 型 风 力 发 电 机 也 可 以 装 於 屋 顶 。 不 过 , 这 种 应 用 方 法 相 对 较 新 , 仍 须 累 积 更 多 实 践 经 验 。

如 同 在 大 型 风 力 发 电 机 - 技 术 大 纲 部 分 所 介 绍 一 样 , 可 以 用 如 下 公 式 计 算 通 过 一 定 面 积 的 风 力 功 率 ∶

功 率 = 1/2 X 空 气 密 度 X 面 积 X ( 速 度 ) ^3

其 中 ,

功 率 单 位 为 瓦 特
空 气 密 度 单 位 为 千 克 / 立 方 米
面 积 指 气 流 的 横 截 面 积 , 单 位 为 平 方 米
速 度 单 位 为 米 / 秒 。

大 型 风 力 发 电 机 - 技 术 大 纲 部 分 介 绍 过 的 , 关 於 下 所 列 课 题 的 内 容 , 基 本 上 都 适 用 於 小 型 风 力 发 电 机 。 本 部 分 接 下 来 的 部 分 , 将 重 点 介 绍 特 别 关 於 小 型 风 力 发 电 机 的 的 几 方 面 要 点 。

  • 风 力 发 电 机 的 工 作 原 理
     
  • 风 力 发 电 机 的 功 率 曲 线
     
  • 风 力 发 电 机 的 额 定 输 出 功 率
     
  • 风 力 发 电 机 的 类 型
     

小 型 风 力 发 电 机 通 常 包 括 三 个 主 要 组 成 部 分 - 风 轮 、 带 尾 舵 的 机 舱 、 以 及 塔 杆 或 其 他 安 装 构 架 。 绝 大 多 数 小 型 风 力 发 电 机 都 属 於 横 轴 式 , 不 过 也 有 少 数 属 於 竖 轴 式 。

小型风力发电机的主要组成部分。 以上文字说明这张图片。

对 於 大 多 数 风 电 机 , 风 轮 无 需 变 速 箱 直 接 驱 动 直 流 发 电 机 。 由 于 输 出 直 流  电  , 风 电 机 风 轮 转 动 速 度 取 决 於 风 力 强 度 。 风 小 的 时 候 风 轮 转 动 速 度 较 慢 ; 而 当 风 越 来 越 大 的 时 候 , 风 轮 转 动 速 度 会 越 来 越 快 。

小 型 风 力 发 电 机 没 有 像 大 型 风 力 发 电 机 的 那 种 转 向 机 械 装 置 。 不 过 小 型 风 力 发 电 机 的 尾 舵 可 以 自 动 调 整 风 电 机 的 方 向 , 使 风 轮 面 对 来 风 。

当 风 力 过 强 的 时 候 , 过 载 控 制 机 制 会 启 动 以 保 护 风 力 发 电 机 免 受 损 坏 。 一 种 常 用 的 方 法 叫 做 卷 摺 ﹝ 又 称 「 折 尾 」 ﹞ 机 制 , 即 是 整 个 风 轮 会 扭 转 以 减 少 其 面 向 来 风 方 向 的 投 射 扫 掠 面 积 。

与 大 型 风 力 发 电 机 不 同 的 是 , 小 型 风 力 发 电 机 的 转 动 叶 片 没 有 避 雷 条 。

香 港 天 文 台 在 香 港 一 些 偏 远 地 区 的 自 动 气 象 站 一 直 是 用 小 型 风 力 发 电 机 发 电 供 测 量 和 通 讯 设 备 使 用 。 此 外 市 区 也 有 一 些 小 型 风 力 发 电 机 , 主 要 供 研 究 和 示 范 项 目 使 用 。 而 机 电 工 程 署 总 部 大 楼 屋 顶 的 1 千 瓦 风 力 发 电 机 并 已 与 电 网 接 驳 。

由 於 规 模 细 小 , 小 型 风 力 发 电 机 的 发 电 单 位 成 本 要 高 於 大 型 风 力 发 电 机 。 而 且 由 於 小 型 风 力 发 电 机 的 转 速 更 快 , 其 产 生 的 噪 音 也 就 更 大 。

此动画说明小型风力发电机。以上的段落描述小型风力发电机。
   
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