01.什么是風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)電是指將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能，其全稱就是風(fēng)力發(fā)電。把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)變成機械動能，再把機械能轉(zhuǎn)化為電力動能，這就是風(fēng)力發(fā)電。按照安裝地區(qū)的不同，風(fēng)力發(fā)電可分為陸上風(fēng)力發(fā)電和海上風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)是一種無污染無公害的能源，它不僅對環(huán)境友好，而且還可以提供大量的電力，所以各國對風(fēng)能的重視程度也越來越高。

02.風(fēng)力發(fā)電的原理

其原理是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三米的微風(fēng)速度，便可以開始發(fā)電。

03.風(fēng)力發(fā)電輸出

風(fēng)力發(fā)電機因風(fēng)量不穩(wěn)定，故其輸出的是 13～25V 變化的交流電，須經(jīng)充電器整流，再對 蓄電瓶充電， 使風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。 然后用有保護電路的逆變電源， 把電瓶 里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流 220V 市電，才能保證穩(wěn)定使用。

04.風(fēng)力發(fā)電場

風(fēng)力發(fā)電場（簡稱風(fēng)電場），是將多臺大型并網(wǎng)式的風(fēng)力發(fā)電機安裝在風(fēng)能資源好的場地，按照地形和主風(fēng)向排成陣列，組成機群向電網(wǎng)供電。按照選址可分為海上風(fēng)電場、陸上風(fēng)電場。

05.風(fēng)電場的組成以及風(fēng)電場的建造要求

風(fēng)電場組成包含：風(fēng)電機群、集電部分、升壓變電站(陸上可能多于一級升壓，海上可能有集控中心)升壓變壓器無功補償裝置（電容器、電抗器、靜止無功補償裝置、濾波器）、風(fēng)電場管理系統(tǒng)

風(fēng)電場的建造要求：

①風(fēng)能質(zhì)量要高，風(fēng)力發(fā)電場的場址的首要條件必須風(fēng)能資源豐富。年平均風(fēng)速在5m/s以上，30m高處的有效風(fēng)力時數(shù)在6000h以上，有效風(fēng)能密度在240w/m^2以上時才適合建設(shè)大型風(fēng)電場。其實，影響風(fēng)能質(zhì)量的因素有年平均風(fēng)速、平均風(fēng)功率密度、風(fēng)頻分布、有效風(fēng)速可利用小時數(shù)、風(fēng)向穩(wěn)定度等。

②風(fēng)力發(fā)電場的場址盛行風(fēng)向穩(wěn)定。風(fēng)向穩(wěn)定不僅可以增大風(fēng)能利用率，還可以延長風(fēng)機壽命。風(fēng)力發(fā)電場湍流程度要小。風(fēng)是隨機的，并受場地表面粗糙度和附近障礙物的影響。風(fēng)場湍流的形成一般是由于風(fēng)道過于粗糙、或者因障礙物而產(chǎn)生的風(fēng)速及風(fēng)向的急劇變化而引起的。它不僅會影響風(fēng)力發(fā)電機的出力，還會使風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生振動和受載不均，降低風(fēng)力發(fā)電機使用壽命，嚴重時還會造成槳葉飛出的事故。

③風(fēng)力發(fā)電場址的自然災(zāi)害要少。強風(fēng)、冰雹、雷暴、地震等都會對風(fēng)力發(fā)電機等造成影響。

社會自然條件、風(fēng)力發(fā)電場址的地勢要較平坦，地質(zhì)條件要好，以便進行土建施工。

①交通便利。要考慮擬建風(fēng)電場的設(shè)備供應(yīng)和主要建筑材料運輸是否便利。是否利于大型吊車、平板車的施工、運輸?shù)取?/span>

②風(fēng)電場應(yīng)盡可能接近電網(wǎng)接入點。如:靠近現(xiàn)有的10KV和66KV變電所和線路，以減少電能損耗和送出工程的費用。盡量少占耕地，減少生態(tài)破壞。

③周圍環(huán)境。風(fēng)電場的建設(shè)一般會對飛禽及鳥類正常生活和遷徙有影響，為保護生態(tài)，場址應(yīng)盡量避開鳥類飛行路線、候鳥及動物棲息地等，遠離自然保護區(qū)、軍事設(shè)施、人口密集地區(qū)等。

海上風(fēng)電選址要求：根據(jù)國家能源局和國家海洋局聯(lián)合印發(fā)的《海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法實施細則》進行實施。例如：海上風(fēng)電場原則上應(yīng)在離岸距離不少于10公里、灘涂寬度超過10公里時海域水深不得少于10米的海域布局。在各種海洋自然保護區(qū)、海洋特別保護區(qū)、重要漁業(yè)水域、典型海洋生態(tài)系統(tǒng)、河口、海灣、自然歷史遺跡保護區(qū)等敏感海域，不得規(guī)劃布局海上風(fēng)電場等。

06.發(fā)電機結(jié)構(gòu)

風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械功的動力機械，又稱風(fēng)車。廣義地說，它是一以大氣為工作介質(zhì)的能量利用機械。 

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有：

      機艙：機艙包容著風(fēng)力發(fā)電機的關(guān)鍵設(shè)備，包括齒輪箱、發(fā)電機。維護人員可以通過風(fēng)力發(fā) 電機塔進入機艙。機艙左端是風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，即轉(zhuǎn)子葉片及軸。 

轉(zhuǎn)子葉片：捉獲風(fēng)，并將風(fēng)力傳送到轉(zhuǎn)子軸心。現(xiàn)代 600 千瓦風(fēng)力發(fā)電機上，每個轉(zhuǎn)子葉片 的測量長度大約為 20 米，而且被設(shè)計得很像飛機的機翼。 軸心：轉(zhuǎn)子軸心附著在風(fēng)力發(fā)電機的低速軸上。 

低速軸：風(fēng)力發(fā)電機的低速軸將轉(zhuǎn)子軸心與齒輪箱連接在一起。 在現(xiàn)代 600 千瓦風(fēng)力發(fā)電機 上，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相當(dāng)慢，大約為 19 至 30 轉(zhuǎn)每分鐘。軸中有用于液壓系統(tǒng)的導(dǎo)管，來激發(fā)空氣 動力閘的運行。 
齒輪箱：齒輪箱左邊是低速軸，它可以將高速軸的轉(zhuǎn)速提高至低速軸的 50 倍。高速軸及其機械閘：高速軸以1500轉(zhuǎn)每分鐘運轉(zhuǎn)，并驅(qū)動發(fā)電機。它裝備有緊急機械閘，用于空氣動力閘失效時，或風(fēng)力發(fā)電機被維修時。 

發(fā)電機：通常被稱為感應(yīng)電機或異步發(fā)電機。在現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機上，最大電力輸出通常為500至1500千瓦。 

偏航裝置：借助電動機轉(zhuǎn)動機艙，以使轉(zhuǎn)子正對著風(fēng)。偏航裝置由電子控制器操作，電子控制器可以通過風(fēng)向標來感覺風(fēng)向。通常，在風(fēng)改變其方向時，風(fēng)力發(fā)電機一次只會偏轉(zhuǎn)幾度。 

電子控制器：包含一臺不斷監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)的計算機，并控制偏航裝置，為防止任何故障（即齒輪箱或發(fā)電機的過熱），該控制器可以自動停止風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)動，并通過電話調(diào)制解調(diào)器來呼叫風(fēng)力發(fā)電機操作員。 液壓系統(tǒng)：用于重置風(fēng)力發(fā)電機的空氣動力閘。 

冷卻元件：包含一個風(fēng)扇，用于冷卻發(fā)電機。此外，它包含一個油冷卻元件，用于冷卻齒輪 箱內(nèi)的油。一些風(fēng)力發(fā)電機具有水冷發(fā)電機。 

塔：風(fēng)力發(fā)電機塔載有機艙及轉(zhuǎn)子。通常高的塔具有優(yōu)勢，因為離地面越高，風(fēng)速越大。現(xiàn)代600千瓦風(fēng)汽輪機的塔高為40至60米。它可以為管狀的塔，也可以是格子狀的塔。管狀的塔對于維修人員更為安全。因為他們可以通過內(nèi)部的梯子到達塔頂。格狀的塔的優(yōu)點在于它比較便宜。 

風(fēng)速計及風(fēng)向標：用于測量風(fēng)速及風(fēng)向。

07.風(fēng)力發(fā)電機種類

雖然風(fēng)力發(fā)電機種類繁多，但是可以將其大致分成兩大類：

①風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動軸線與風(fēng)向平行的水平軸風(fēng)力發(fā)電機。“水平軸式風(fēng)機”――轉(zhuǎn)動軸與地面平行，葉輪需隨風(fēng)向變化而調(diào)整位置。

②風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動軸線與地面或空氣流動方向垂直的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機。“垂直軸式風(fēng)機”――轉(zhuǎn)動軸與地面垂直，設(shè)計較簡單，葉輪不必隨風(fēng)向改變而調(diào)整方向。

08.風(fēng)機轉(zhuǎn)一圈能發(fā)幾度電

目前主流風(fēng)機的單機容量從1.5兆瓦到10兆瓦不等，未來可能會更大，相對來說小容量的都在陸地上，大容量的都在海里。當(dāng)然，容量越大，同等情況下發(fā)電越多。

以2兆瓦的風(fēng)力發(fā)電機組為例：葉片長50-60米左右，以額定轉(zhuǎn)速運行，轉(zhuǎn)動一圈約4秒鐘，葉尖速度可達280多公里/時，堪比高鐵速度，葉輪轉(zhuǎn)動一圈約發(fā)2.2度電。

09.風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)缺點

優(yōu)點

①清潔，環(huán)境效益好；②可再生，永不枯竭；③基建周期短；④裝機規(guī)模靈活。

風(fēng)能永遠不會枯竭，利用風(fēng)能發(fā)電可以減少環(huán)境污染，降低碳排量，符合我們國家現(xiàn)行的低碳生活的理念，而且風(fēng)電裝機靈活，建造周期也短，不需要一次性投入建造完成，可以分批次，分周期建造，也利于風(fēng)電企業(yè)更好的發(fā)展。

缺點

①噪聲，視覺污染；②占用大片土地；③不穩(wěn)定，不可控；④成本仍然很高；⑤影響鳥類。 

風(fēng)電場的建造需要大量的土地，并且一旦風(fēng)電場建造完畢，這些土地就不可挪作他用，在一些土地匱乏的地方無疑是一種變相的浪費。而且風(fēng)電場風(fēng)機數(shù)量多，一些在山區(qū)，草原建造的風(fēng)電場會對鳥類造成傷害，對生態(tài)有一定的影響。

10.為什么說風(fēng)能是一種綠色能源

風(fēng)能是一種干凈的自然能源，沒有常規(guī)能源（如煤電，油電）與核電會造成環(huán)境污染的問題。平均每裝一臺單機容量為1兆瓦的風(fēng)能發(fā)電機，每年可以減排2000噸二氧化碳（相當(dāng)于種植1平方英里的樹木）、10噸二氧化硫、6噸二氧化氮。風(fēng)能產(chǎn)生1兆瓦小時的電量可以減少0.8到0.9噸的溫室氣體，相當(dāng)于煤或礦物燃料一年產(chǎn)生的氣體量。而且風(fēng)機不會危害鳥類和其它野生動物。

在常規(guī)能源告急和全球生態(tài)環(huán)境惡化的雙重壓力下，風(fēng)能作為一種高效清潔的新能源有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

11.風(fēng)電會致死更多鳥類嗎？

全球變暖對鳥類存在致命影響。《科學(xué)》期刊上的一項研究指出，受氣候變化、棲息地減少等主要原因影響，自1970年來，北美洲鳥類數(shù)量減少了約29%，相當(dāng)于近30億只。

在過去100年中，美國莫哈韋沙漠的溫度上升了大約2℃，氣候變暖讓鳥類的種群豐富性急劇衰減。英國《皇家學(xué)會生物學(xué)分會學(xué)報》論文稱，氣候變化正在影響鳥類免疫系統(tǒng)，致使鳥類出現(xiàn)新的疾病。

風(fēng)電通過取代化石燃料減緩氣候變化，可以大大改善鳥類的生存環(huán)境，進而降低全球鳥類的死亡率。依據(jù)國際可再生能源署（IRENA）和國際能源署（IEA）的情境分析，全球每年至少需要新增180GW風(fēng)電裝機，才能實現(xiàn)將溫升控制在相對于工業(yè)化前水平2℃以內(nèi)。

事實上，風(fēng)電不會對鳥類種群構(gòu)成威脅，其利遠大于弊。根據(jù)美國魚類和野生動物服務(wù)局統(tǒng)計，按原因分類的北美年度鳥類死亡率由高到低排序分別是：家貓（24億只），建筑玻璃（5.99億只），汽車碰撞（2.15億只），電力線碰撞（2550萬只），通訊塔（660萬），油坑（75萬）和風(fēng)力發(fā)電機（234,000）。計算可知，真正因風(fēng)電導(dǎo)致鳥類死亡的數(shù)量只有全部的0.007%。

當(dāng)前，風(fēng)電行業(yè)也正在通過高精度光學(xué)技術(shù)與人工智能結(jié)合探測鳥類活動、改變機組葉片顏色等方式，致力于進一步降低鳥類死亡率。

12.海上風(fēng)電具有什么優(yōu)勢

①海上風(fēng)資源較陸上更好，離岸10千米的海上風(fēng)速通常比沿岸高20%，同時海上很少有靜風(fēng)期

②海上風(fēng)電不占用寶貴的土地資源，不擾民

③海上風(fēng)電單機裝機容量更大，掃風(fēng)面積更大，風(fēng)資源利用更充分

④沿海地區(qū)電力需求量大，有助加速沿海地區(qū)的能源轉(zhuǎn)型