小型风力发电机详细

• 风能是清洁的、可再生的能源。它 没有污染，也不产生二氧化碳。
• 风的流动速度是不稳定的，风的流 动方向是不断变化的。
• 应当尽量避免风暴或台风带来的损 失。
风速的测量
• 现代风速仪可以测0.4米/秒 – 75米/秒之间的风速。
• 风力发电机的起动风速一般 在3米/秒 – 4米/秒之间
• 国产小型风力发电机的额定 风速一般在8米/秒 – 10米/秒 之间 欧洲小型风力发电机的额定 风速一般在12米/秒 – 15米/ 秒之间
• 设计新颖，只保留了风轮驱动发电机主轴旋转， 尾翼驱动风机的机头偏航 两个运动部件。
• 外形美观，整洁简练。 • 另部件采用模具制造，制作精度高、质量好。 • 与其它同类产品相比，该风力机系统起动容易，
转速较高，发电功率较大。 • 配套部件均采用名家产品，如逆变器采用合肥阳
光的产品、蓄电池采用。
FD2.5-500瓦风力发电机的技术参数
我国的小型风力发电机系统
• 100瓦 、200瓦、300瓦、500瓦 • 1千瓦、2千瓦、5千瓦 • 7.5千瓦、15千瓦、30千瓦 • 全国总安装量: 25万台 • 内蒙古: 75% • 10多个主要生产厂家
小型风力发电机的结构
• 风轮:三叶片,玻 璃钢材料制成
• 发电机 : 三相、永磁
• 带拉线的塔管式 塔架
• 逆变器将蓄电池组输出的直流电转换成220伏 交流电，并提供给用电器。
蓄电池
• 把风力机输入的电能转变成化学能储存 在蓄电池内。
• 把蓄电池内的化学能转变成电能输出给 逆变器或直流用电器。
• 使用中，要防止蓄电池过充或过放。 • 现用的有普通汽车用铅酸蓄电池(寿命3
年)、干荷式铅酸蓄电池(寿命3--5年)。阀 控式全封闭铅酸蓄电池(寿命5--8年)、免 维护固定式铅酸蓄电池（10年）
小型风力发电机的应用常识
• 风力资源丰富期的使用要点: 1)可适当增加用电时间 2)多个用电器可同时使用 3)注意检查卸荷器的温度（必要时可以暂时停 车）
• 风力资源贫乏期的使用要点: 1) 适当减少用电器的使用时间。 2）减少同时使用的用电器的数量（或功率）。 3）注意检查蓄电池的电压（必要时将蓄电池送 出去充电）。
• 铰接式尾翼
• 控制器 • 逆变器 • 蓄电池组 • 电缆 • 调速系统 • 混凝土地基
风轮
• 风轮一般由叶片、轮毂、盖板、连接螺栓组件和导流 罩组成。
• 风轮是风力机最关键的部件，是它把空气动力能转变 成机械能。
• 大多数小型风力机的风轮由三个叶片组成。叶片材料 有木质、铝合金、玻璃钢等。
• 风轮在出厂前经过试装和静平衡试验，风轮的叶片不 能互换，有的厂家叶片与轮毂之间有安装标记，组装 时按标记固定叶片。
应用范围
• 提供220伏交流电或24伏、36伏或48伏直 流电
• 照明: 灯泡,节能灯 • 家用电器:电视机、收音机、电风扇、洗
衣机、电冰箱。 • 通讯装置 • 电动工具
风轮的工作原理
• 风轮产生的功率与空气的密度成正比。 • 风轮产生的功率与风轮直径的平方成正比。 • 风轮产生的功率与风速的立方成正比。 • 风轮产生的功率与风轮的效率成正比。 • 风力发电机风轮的效率一般在0.35—0.45之间
• 停机时，先关闭用电器开关，再关闭逆变器开 关，最后关闭风力机开关（或打开停车关）。
小型风力发电机的应用常识
• 逆变器的保护功能：
1、过充保护 当风速持续较高，蓄电池充电很足，蓄电池组电压
超过额定电压1.25倍时,控制器停止向蓄电池充电,多余 的电流向卸荷器。 2、过放保护
当风速长期较低，蓄电池充电不足，蓄电池组电压 低于额定电压0.85倍时, 逆变器停止工作，不再向外供 电。当风速再增高，蓄电池组电压恢复到额定电压的 1.1倍时，逆变器自动恢复工作、向外供电。
• 工作风速（米/秒）
3 – 20
• 切入风速(米/秒)
3
• 额定风速 (米/秒)
8
• 额定功率(瓦)
300
• 输出电压(伏)
交流220(直流24)
• 发电机
3 相, 交流,永磁
• 塔高(米)
5.2
• 重量(公斤)
110(不包括蓄电池)
• 蓄电池组（伏)/(安时)
DC24/150
洪湖项目示范风力发电系统的特点
小型风力发电机电器系统的接线
– 接线前的准备工作 – 蓄电池预充电 – 蓄电池组的放置与连线 – 逆变控制器与卸荷器的安置 – 发电机输出线三相短路 – 关闭所有开关（停车开关除外） – 蓄电池组+、-极电缆线与蓄电池组+、-极桩的连
接，蓄电池组+、--极电缆线与控制逆变器相应 接口的连接。 – 发电机输出线与逆变控制器响应接口的连接。 – 卸荷器与逆变控制器相应接口的连接。 – 用电器总线与逆变控制器相应接口的连接。
3
9 500 交流220(支流36) 3 相, 交流, 永磁 6.2 125(不包括蓄电池组) 直流36/200
FD2.8-1000瓦风力发电机
• 风轮直径(米) • 叶片材料 • 叶片数
• 调速系统 • 工作风速(米/秒) • 切入风速(米/秒)
• 额定风速(米/秒) • 额定输出功率(瓦) • 输出电压(伏) • 发电机 • 塔高(米) • 重量(公斤) • 蓄电池组(伏)/(安时)
靠； • 如果蓄电池有密封盖和通气栓塞，就必须检查和清理通气
孔； • 必须注意电解液面的高度，不要让极板和隔板露出液面； • 如果蓄电池长期搁置，为了避免过度的自由放电和严重的硫
酸盐化，应每月进行一次补充电。
小型风力发电机的应用常识
灾害风速到达前的防护措施:
1、接到气象消息后，按顺序停车或关机。 2、使风轮旋转面与尾翼面平行。 3、放倒风力机或拆下风轮（台风来临前）
关于风能
• 风是由于地球自转和太阳使大气受热不均而 引起的空气运动。
• 空气受热时会膨胀上升 (使空气密度小、质 量轻) ， 没受热或冷的空气就下降跑去填充 受热空气上升后留下的位置。 这个过程叫做 空气的对流。
• 风的模式根据季节、昼夜和地形的不同而变 化。如季风、海陆风、山地风等。
风能的特点
• 发出的电经过控制器的整流，由交流电变成了具 有一定电压的直流电，并向蓄电池进行充电。
• 从蓄电池组输出的直流电，通过逆变器后变成了 220伏的交流电，供给用户的家用电器。
小型风力发电机的调向调速原理
调向原理: 在额定风速以内, 尾翼板与风轮旋转面保持垂直;风向变化时, 尾翼板与风向保持平行, 因而保证了风轮的正向迎风。
• 风轮直径(米) • 叶片材料 • 叶片数 • 调速系统 • 工作风速 （米/秒） • 切入风速(米/秒) • 额定风速 (米/秒)
• 额定功率(瓦) • 输出电压(伏) • 发电机 • 塔高(米) • 重量(公斤) • 蓄电池组(伏)/(安时)
2.5 玻璃钢
3 尾翼翻转式（风轮侧偏）
3 – 20
小型风力机发电产品应用示例
• 巴基斯坦示范应用项目 1、300瓦风力发电系统 2、500瓦风力发电系统
• 洪湖风力发电示范应用项目 1、300瓦风力发电系统 2、400瓦风—光互补发电系统
FD2.2-300瓦风力发电机的技术参数
• 风轮直径(米)
2.2
• 叶片材料
玻璃钢
• 叶片数来自百度文库
3
• 调速系统
尾翼翻转式（风轮侧偏）
• 组装风轮时要注意叶片的旋转方向，一般都是顺时 针。固定扭矩要符合说明书的要求。
发电机
• 发电机由机壳、定子绕组、转子磁钢、发电 机轴和前后端盖组成。
• 风力机驱动的发电机一般都是低速发电机， 在转速几百转/分时就可以发电。
• 发电机是永磁、三相的交流发电机。
• 为防止绕线，采用了滑环和碳刷结构。
小型风力发电机的应用常识
• 认真阅读小型风力发电机、逆变器和蓄电池的 使用说明书。
• 正确选配用电器的功率。由于自然界的风速是 不断变化的，风力机大部分时间不在额定风速 工作。因此，配套用电器的总功率应为风力机 额定功率的75%左右（宁少勿多）。
• 例如：一台300瓦的风力机，其用电器的总功 率应为225瓦以内。一套400瓦的风-光互补系 统，其用电器的总功率应在320瓦以内。
小型风力发电机的应用常识
• 初次使用前，检查风力机安装是否完整，电器 系统接线是否正确牢固，蓄电池电压是否在允 许使用范围之内。关闭风力机逆变控制器的所 有开关。
• 使用时，先打开风力机开关，风力机开始运行 发电并向蓄电池充电； 再打开逆变器开关，系 统开始提供220伏交流电；接着打开用电器开 关，系统处于带负荷工作状态。
• 尾翼对风轮 起到调向和 调速的作 用。
尾翼
塔架
• 塔架由塔管（上、 中、下三段）、底 板、拉线和紧固组件 构成。
• 塔架将风力机主体支 撑在一定高度的空 中，使风轮捕捉足够 的风能。
• 定期检查塔架拉线的 张紧度，用调节螺栓 使各拉线保持一致， 并保持塔架垂直于地 平面。
塔架高度对功率的影响
• 风力发电机的最大工作风速 一般在25米/秒 – 30米/秒之 间
中国的风力资源
• 我国拥有丰富的风力资源, 在10米 高度的风能保有总量是32亿千瓦 (3.2×109 kW),其中实际可开发的风 能总量为2亿5千3百万千瓦 (253×106 kW)。
• 风能资源丰富区、较丰富区和可利 用区分别占我国总面积的 8%, 18% 和 50% 。
铅酸蓄电池的维护
对于铅酸蓄电池，除免维护型外，日常维护应注意下列各点； • 蓄电池必须经常保持清洁； • 不要使任何外来杂质落入蓄电池内； • 蓄电池表面不允许摆放物品，切勿将金属工具落放在蓄电池
上面； • 必须定期擦净蓄电池整个外部的硫酸痕迹； • 各个单体电池间的接触装置以及与导线的连接都必须安全可
小型风力发电机在地面上的安装
1、地基的准备 2、塔架的试安装 3、风轮的安装（注意旋转方向） 4、风力发电机主机的安装 4．1、将发电机电缆从塔管内穿通 4．2、发电机+回转体总成与塔架的连接 4．3、风轮与发电机轴的连接 4．4、尾翼总成与回转体的连接 4．5、风力发电机主机的竖起与拉索固定
小型风力发电机在地面上的安装
调速原理: • 1、风轮偏侧。当风速大于额定风速时，以某种机构（如：
倾斜轴+尾翼调速）使风轮偏离风向，减小风轮迎风面积， 从而减小风能的吸收。当风速达到切出风速时，风轮旋转面 与风向平行，风力机停止发电。 • 2、叶片变桨距。当风速大于额定风速时，以某种机构利用 风轮叶片的离心力改变桨距，降低风轮的风能利用率，从而 达到减小风能吸收的效果。当风速大于切出风速时，叶片与 风向平行，风力机停止发电。
(理论上最大值为0.593)。
小型风力发电机的发电原理
• 在风的吹动下，风轮转动起来，使空气动力能转 变成了机械能（转速+扭矩）。
• 风轮的轮毂固定在发电机轴上，风轮的转动驱动 了发电机轴的旋转，带动永磁三相发电机发出三 相交流电。
• 风速的不断变化、忽大忽小，发电机发出的电流 和电压也随着变化。
回转体
• 回转体是风力机关键部件风轮、发电机和尾翼 的载体，是一个安装在塔架顶部的轴承结构。 一些风力机的回转体和发电机是作成一体的。
• 回转体使风力机的主体可以绕塔架垂直轴在 360度水平方向自由转动的机构。
• 回转体和尾翼是实现风轮调向、对风的必要部 件。
• 尾翼由销 轴、尾翼杆 和尾翼板组 成。
2.8 玻璃钢 epoxy
3
尾翼翻转式(偏侧)
3 – 20
3
10 1000 AC220(DC36) 3 相, 交流, 永磁 6.2 125(不包括蓄电池组) 直流36伏/200安时
开展风能示范项目的程序
风速随高度的增加而 增加
在风速上有少量的增 加，会导致在功率上 有大量的增加。
为减少障碍物的影 响，需要高的塔架。 (turbulence)
可以要求塔架根据实 际情况变动其高度。
控制逆变器
• 过去风力机的控制器和逆变器是分开的，现 在多数厂家都采用控制器和逆变器一体化的 方案。
• 控制器将发电机发出的交流电整流后，充入 蓄电池组。
小型风力发电机在中国 的发展与应用
沈德昌 中荷项目办公室
电子邮箱:shendc2000@yahoo.com.cn
为什么要开发风能等可再生能源
专家预测:
• 石油资源将在40年后枯竭。 • 天然气资源将在80年后枯竭。 • 煤炭资源将在300年后枯竭。 • 太阳能、风能、生物质能将长期存
在、不会枯竭。