地球表面上,受太陽加熱的空氣較輕,上升到高空;冷卻的空氣較重,傾向于去補充上升的空氣。這就導致了空氣的流動--風。
全球性氣流、海風與陸風、山谷風的形成大致都如此。
風能是地球表面空氣移動時產生的動能,即風的動能,是太陽能的一種表現形式。
風力發(fā)電的原理說起來非常簡單,最簡單的風力發(fā)電機可由葉輪和發(fā)電機兩部分構成,如圖1所示。空氣流動的動能作用在葉輪上,將動能轉換成機械能,從而推動葉輪旋轉。如果將葉輪的轉軸與發(fā)電機的轉軸相連,就會帶動發(fā)電機發(fā)出電來。
風力發(fā)電的原理這么簡單,為什么僅20世紀的中后期才獲得應用呢?
第一,常規(guī)發(fā)電還能滿足需要,社會生產力水平不夠高,還無法顧及降低環(huán)境污染和解決偏遠地區(qū)的供電問題。
第二,能夠并網的風力發(fā)電機的設計與制造,只有現代高技術的出現才有可能,20世紀初期是造不出現代風力發(fā)電機的。
風力發(fā)電有三種運行方式:一是獨立運行方式,通常是一臺小型風力發(fā)電機向一戶或幾戶提供電力,它用蓄電池蓄能,以保證無風時的用電;二是風力發(fā)電與其他發(fā)電方式(如柴油機發(fā)電)相結合,向一個單位或一個村莊或一個海島供電;三是風力發(fā)電并入常規(guī)電網運行,向大電網提供電力,常常是一處風電場安裝幾十臺甚至幾百臺風力發(fā)電機,這是風力發(fā)電的主要發(fā)展方向。
我們這里所說的風力發(fā)電都是指大功率風機并網發(fā)電。