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大发国际:靠风就可以发电,它的危害有多大,看完绝对涨知识发布日期:2024-01-23 浏览次数:

这里是科普淘金客,本期我们来聊聊风力发电。


风力发电

大家应该都知道,风是没有公害的能源之一,而且它取之不尽,用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带,因地制宜地利用风力发电,非常适合,其实在很早,风就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面……它的被重视源于十八世纪初,横扫英法两国的一次狂暴大风,它吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船,并有数千人受到伤害,二十五万株大树连根拔起。后来有研究仅就拔树一事,风在数秒钟内就发出了一千万马力的功率,可见风是多么有潜力的新能源。


被风横扫的树

那知道风这个新能源的潜力以后,就有多个国家尝试利用风力发电,在三十年代,丹麦、瑞典、苏联和M国利用航空工业的旋翼技术,成功研制了一些小型风力发电装置,不过,当时的发电量较低,大都在五千瓦以下。而我国是世界上风力资源占有率最高的国家,也是世界上最早利用风能的国家之一。2006年,中国风电累计装机容量已经达到260万千瓦,2007年底全国累计装机约600万千瓦,2008年8月,中国风电装机总量已经达到700万千瓦,位居世界第五。一直到今天,它都是在向一个增长的趋势发展。


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2008-2017年,中国新增和累计风电装机容量走势图


2013-2020年,中国新增和累计风电装机容量走势图

那我们现在就来看看风力发电的原理,它是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。简单来说风力发电就是将风能转化为机械能,再将机械能转化为电能的过程。其工作原理是:当风流过叶片时,由于空气动力的效应带动叶轮转动,叶轮透过主轴连接齿轮箱,经过齿轮箱(或增速机)加速后带动发电机发电。


风力发电机的构造

风力发电所需要的装置,称作风力发电机组。这种风力发电机组,大体上可分为风轮、发电机和塔筒三部分。风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件,它由若干只叶片组成。当风吹向桨叶时,桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻,多用玻璃钢或其它复合材料来制造。由于风轮的转速比较低,而且风力的大小和方向经常变化着,这又使转速不稳定;所以,在带动发电机之前,还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱,再加一个调速机构使转速保持稳定,然后再联接到发电机上。为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率,还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般修建得比较高,为的是获得较大的和较均匀的风力,又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况,以及风轮的直径大小而定,一般在6-20米范围内。


风力发电机的构造

不知道大家有没有留意到,风力发电机的转动速度和我们日常用到的电风扇相比是很慢的,它每分钟大概转动20到30下,这样的速度确实不快。但是风力发电机和我们普通的电风扇在内部设置上可是有着很大不同的,它的扇叶连接的一个低转速的转轴,再通过齿轮连接起一个高转速的转轴,它们的转速之比大概是50倍左右,也就是叶片转一下,里面的转轴会转五十下左右,这样一分钟就能转将近一千五百下,是不是和电风扇就没得相比了呢?它们的一个扇叶就有二十米长,有些机型的叶片甚至长达五十米,可以想象那是怎样一个庞然巨物。一个风力发电机的四周需要绝对空旷,这也不难解释为什么转速低了,二十米的叶片一旦以高速转动起来,其产生的巨风大概可以把一座大楼掀翻。另外这么重的叶片一旦以高速转动起来,底座必然无法承受其压力而坍塌,如果遇上大风天气,叶片甚至会脱离轴承,整个耗资巨大的发电机都会毁于一旦,修复几乎是不可能的。

风力发电的优点有很多,但是今天我们不说它的优点,我们来说一说大家都比较在意的风力发电的危害。

首先、影响气候

风力发电影响局部气候,根据能量守恒定律,一种能量的消耗与产生必然需要产生或消耗另一种能量,而风电是利用大气中的风能,其必然带来气候的变化。从某些海上风电场和内陆山脊风电场在运行的时候,如果湿度比较高,风轮背后会凝结巨大的水汽尾羽,可能对局部的小气候,比如湿度、沙尘沉降产生影响。

同样风力发电还会危害当地的生态环境如破坏植被、改变地形地貌,造成水土流失使土地沙漠化大发国际。

其次,影响公共安全


风力发电机损坏

力发电机的风轮叶片的损坏易发生事故,在遭受25m/s以上的大风时,虽然风机处于停机状态,但由于叶片根部所能承受有限,严重时可导致整个叶片飞出。造成路面上的人员伤亡和建筑破损。而且它还有很大的噪声危害。


我们还知道的是风力发电虽然不产生辐射和空气污染,但是转动的风机对鸟类的迁徙还是影响很大的。风机旋转叶片下经常能够发现鸟的尸体,或者直接在机舱里抓鸟。

那么,风力发电有这么多的危害,为什么要大力推广呢?

风力发电的确会有一定的影响,但相比于之前的发电模式已经节能和环保多了。并且风力发电的技术也在不断完善,大多数情况下这种影响在未来都是可以改善的。

本期就到这里了,不知道各位对风力发电的这些危害如何看待,欢迎给科普淘金客留言,记得点赞关注科普淘金客,我们下期再会


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