风力发电基础知识介绍PPT课件

1、风力发电原理风力发电原理 介绍介绍 1 在这里你将了解在这里你将了解: : 风是如何形成的风是如何形成的 风力发电机是如何发电的风力发电机是如何发电的 2 风风 风的产生风的产生 风和对流层风和对流层 从地理上看风的形成从地理上看风的形成 3 男孩说的对吗？男孩说的对吗？ 对对 or or 错错 他是对的，风的形成他是对的，风的形成 是由于太阳对地球的是由于太阳对地球的 加热造成的加热造成的 4 米勒正站在两个温度不同的房间米勒正站在两个温度不同的房间 的门口，你能看出来哪个房间的的门口，你能看出来哪个房间的 温度更高吗？温度更高吗？ 看看烛火，它在朝哪个方向偏？看看烛火，它在朝哪个方向偏？

2、当热空气进入温度低的房间，气当热空气进入温度低的房间，气 流上升，在门口形成了风流上升，在门口形成了风 5 热空气较轻，因此上升，这就热空气较轻，因此上升，这就 把低处的空间留给了冷空气，把低处的空间留给了冷空气， 所以在门口低处，气流又从温所以在门口低处，气流又从温 度低的房间进入温度高的房间度低的房间进入温度高的房间 6 由于两个屋子之间有温度差，由于两个屋子之间有温度差， 风就一直在吹。壁炉里的火加风就一直在吹。壁炉里的火加 热了空气。热空气流动到温度热了空气。热空气流动到温度 低的房间的顶部，最终通过窗低的房间的顶部，最终通过窗 户释放到外界。太阳不断地加户释放到外界。太阳不断地加 热

3、着地球，壁炉就扮演着太阳热着地球，壁炉就扮演着太阳 的角色的角色 7 1)1)当太阳光照射到地球表面时，地当太阳光照射到地球表面时，地 球被加热，而陆地和海洋的吸收热球被加热，而陆地和海洋的吸收热 量的速度是不同的，陆地吸收热的量的速度是不同的，陆地吸收热的 速度比海洋快的多。速度比海洋快的多。 8 2)2)陆地上方的空气加热速度要比海陆地上方的空气加热速度要比海 洋上更快，陆地上的热空气上升到洋上更快，陆地上的热空气上升到 一定高度后冷却。一定高度后冷却。 9 3)3)这些冷空气逐渐向海洋上方移这些冷空气逐渐向海洋上方移 动，在这里下沉并被向陆地方向动，在这里下沉并被向陆地方向 挤压，空气向

4、陆地的流动就是我挤压，空气向陆地的流动就是我 们所说的风。因此，说明太阳是们所说的风。因此，说明太阳是 风形成的原因所在！风形成的原因所在！ 10 1) 1) 大气层包围着地球大气层包围着地球 它的内部被称为对流层，距地球表面约十公里，完它的内部被称为对流层，距地球表面约十公里，完 全由空气组成。接近地球表面有大量的空气，而全由空气组成。接近地球表面有大量的空气，而8 8 1010公里以外空气却很稀薄，公里以外空气却很稀薄， 2) 2) 风的形成主要有两个原因：风的形成主要有两个原因： 地球总是绕着自己的中心轴旋转。当地球转动时，对地球总是绕着自己的中心轴旋转。当地球转动时，对 流层静止不动，

5、这样你的脑海里可能就会有风形成的流层静止不动，这样你的脑海里可能就会有风形成的 概念了。而事实上在地表数百米的空气层是跟着地球概念了。而事实上在地表数百米的空气层是跟着地球 旋转的。因此如果所有空气（包括地表附近）完全静旋转的。因此如果所有空气（包括地表附近）完全静 止，那么风就不能形成了。止，那么风就不能形成了。 11 12 13 这就是风机如何发这就是风机如何发 电的：风的作用使电的：风的作用使 叶轮旋转叶轮转动叶轮旋转叶轮转动 带动发电机，发电带动发电机，发电 机产生电。机产生电。 14 从风中得到能量的3个主要因素： 风速 通过叶轮的风的横截面 叶轮的转换效率、输电系统、发电机或泵 对

6、风能进行百分之百的利用是不实际的，这是因为在利用过程中要 中断风流，而这一中断将会阻止一部分空气通过叶轮。 因此，一台效率100%的航空发电机最多只能将风中可利用能量的 60%转换为机械能。 设计良好的叶片能够引出理论最高限度的70%，但转换机构的损耗 会将总效率减少到35%或以下。 15 VrVout Wind Speed 风速 Available Wind Power 可用风力 Rated Power 额定功率 Rated Output at Rated Wind Speed at Hub Height 毂高度处额定风速下 的额定输出 Cut-out or Furling Velocity

7、 截止或收叶速度 Cut-in speed 启动速度 启动速度启动速度额定风速额定风速收叶速度收叶速度 3 M/S1112 M/S 25 M/S 16 Aero Turbine 航空涡轮机航空涡轮机 Gearing 齿轮装置齿轮装置 Coupling 联轴器联轴器 Electric Generator 发电机发电机 Controller 控制器控制器 Wind Speed & Direction 风速与方向风速与方向 Yaw Control & Pitch Control 偏航控制与变桨偏航控制与变桨 控制控制 Speed & Torque 速度与扭矩速度与扭矩 Speed 速度速度 Wind

8、 风风 Output Power 输出功率输出功率 17 塔架塔架 机舱机舱 变压器变压器 叶轮叶轮 基础基础 装配一台风机装配一台风机 一台风机是由许多部分组成的？一台风机是由许多部分组成的？ 18 叶轮叶轮 叶轮被固定在大叶轮被固定在大 的主轴上，大的的主轴上，大的 叶轮有三个吸收叶轮有三个吸收 风能的叶片，风风能的叶片，风 速足够大时就会速足够大时就会 驱动叶轮旋转！驱动叶轮旋转！ 19 主轴主轴 主轴与齿轮箱连主轴与齿轮箱连 接，叶轮用很大接，叶轮用很大 的力使主轴转动，的力使主轴转动， 因此轴必须足够因此轴必须足够 粗！粗！ 20 齿轮箱齿轮箱 大型风机叶轮的大型风机叶轮的 旋转速度

9、在每分旋转速度在每分 钟钟27转左右，而转左右，而 发电机的转速要发电机的转速要 在每分钟在每分钟1500转转 左右，因此就需左右，因此就需 要齿轮箱将要齿轮箱将27转转 变为变为1500转！转！ 21 偏航轴承偏航轴承 巨大的齿轮环被巨大的齿轮环被 安装在机舱下部、安装在机舱下部、 塔架内，齿轮环塔架内，齿轮环 与偏航电机的齿与偏航电机的齿 相啮合，这样使相啮合，这样使 机舱偏航对风！机舱偏航对风！ 22 发电机发电机 发电机达到转速发电机达到转速 后开始产生电流，后开始产生电流， 电流通过粗的电电流通过粗的电 缆被送到塔架下缆被送到塔架下 面的控制柜面的控制柜. 23 散热器散热器 发电机

10、高速转动发电机高速转动 时产生热量，如时产生热量，如 果温度过高发电果温度过高发电 机就会损坏，这机就会损坏，这 就是为什么电机就是为什么电机 需要冷却。在一需要冷却。在一 些风机上采用水些风机上采用水 冷却方式，而散冷却方式，而散 热器再将水冷却！热器再将水冷却！ 24 偏航电机偏航电机 偏航电机将机舱偏航电机将机舱 转动以便使叶轮转动以便使叶轮 准确对风！准确对风！ 25 控制器控制器 风机控制柜里是风机控制柜里是 一台能控制风机一台能控制风机 各个部件的计算各个部件的计算 机，计算机使机机，计算机使机 舱偏航对风，当舱偏航对风，当 风速仪所测风速风速仪所测风速 达到某一定值时，达到某一定

11、值时， 计算机发出命令计算机发出命令 释放刹车，使叶释放刹车，使叶 轮转动！轮转动！ 26 风速仪风速仪 风速仪用来测量风速仪用来测量 风的速度，它随风的速度，它随 时将风速信息传时将风速信息传 到控制器中！到控制器中！ 27 风向标风向标 风向标随风向摆风向标随风向摆 动，它告诉控制动，它告诉控制 系统风的方向，系统风的方向， 计算机启动偏航计算机启动偏航 电机偏航使叶轮电机偏航使叶轮 对风对风 28 机械刹车机械刹车 当风机需要被维当风机需要被维 修或例行维护时，修或例行维护时， 机械刹车将叶轮机械刹车将叶轮 锁定，使其停止锁定，使其停止 转动！转动！ 29 高速轴高速轴 高速轴将来自高速

12、轴将来自 齿轮箱的能量传齿轮箱的能量传 递到发电机，此递到发电机，此 时高速轴的转速时高速轴的转速 达到每分钟达到每分钟1500 转转! 31 它是如何工作的？它是如何工作的？ 机舱 叶轮 齿轮箱 发电机 塔架 风 建造地点 组装一台风机 32 机舱机舱 主轴 齿轮箱 高速轴 机械刹车 发电机 控制器 风速仪 风向标 偏航电机 偏航轴承 冷却系统 叶轮 33 主轴主轴 叶轮被用螺栓固定在风叶轮被用螺栓固定在风 机主轴上一个强度很高机主轴上一个强度很高 的圆盘上。的圆盘上。 牢固、稳定的固定叶轮是非常重要的。牢固、稳定的固定叶轮是非常重要的。 齿轮箱则被固定在主轴的另一头。齿轮箱则被固定在主轴的

13、另一头。 34 齿轮箱齿轮箱 这是机舱内部的齿轮箱。齿轮这是机舱内部的齿轮箱。齿轮 箱内部有齿轮传动装置，内部箱内部有齿轮传动装置，内部 齿轮之间相互啮合，叶轮转速齿轮之间相互啮合，叶轮转速 在每分钟在每分钟27转左右转左右 主轴缓慢旋转将很大的力传送主轴缓慢旋转将很大的力传送 到齿轮箱里，通过传动装置将到齿轮箱里，通过传动装置将 转速成比例提高。转速成比例提高。 35 高速轴高速轴 发电机与齿轮箱是通过高速轴连发电机与齿轮箱是通过高速轴连 接的接的. 高速轴转动并不像主轴那样具有高速轴转动并不像主轴那样具有 很大的扭矩很大的扭矩 这就是高速轴看起来很细的原因。这就是高速轴看起来很细的原因。

14、另一方面，高速轴转速很快，另一方面，高速轴转速很快， 达到了每分钟达到了每分钟1500转转 36 机械刹车机械刹车 一台风机有两套原理不同的刹车：一台风机有两套原理不同的刹车： 一套是叶尖刹车，另一套是机械一套是叶尖刹车，另一套是机械 刹车。刹车。 机械刹车被安装在发电机与齿轮箱之间机械刹车被安装在发电机与齿轮箱之间 的高速轴上，它仅仅被用在当叶尖刹车的高速轴上，它仅仅被用在当叶尖刹车 失败需要紧急刹车时。当风机在停机检失败需要紧急刹车时。当风机在停机检 修状态时，启动刹车装置以避免因风机修状态时，启动刹车装置以避免因风机 突然启动而产生的隐患。突然启动而产生的隐患。 37 发电机发电机 发电

15、机用来产生电流。其内部有一些磁发电机用来产生电流。其内部有一些磁 铁和大量的铜线，发电机转动就产生了铁和大量的铜线，发电机转动就产生了 电流。电流。 如果你的自行车上有发电机照明装置，你如果你的自行车上有发电机照明装置，你 就已经了解了发电机了就已经了解了发电机了 ，当自行车轮转，当自行车轮转 动时发电机被带动，产生电流供照明。动时发电机被带动，产生电流供照明。 38 控制器控制器 风机始终被若干台计算机控制着，风机始终被若干台计算机控制着， 这些计算机被统称为风机控制系这些计算机被统称为风机控制系 统。其中主要的计算机被称为控统。其中主要的计算机被称为控 制器制器 风机的每一个变化都被控制器

16、监风机的每一个变化都被控制器监 控着，并做一定的处理。控着，并做一定的处理。 控制器时时刻刻监视着风机应该控制器时时刻刻监视着风机应该 或不应该发生的情况。或不应该发生的情况。 39 风速仪风速仪 风速仪时刻测量着风的速度并通知风速仪时刻测量着风的速度并通知 风机控制器在风速足够时将风机偏风机控制器在风速足够时将风机偏 航到对风状态，并启动。航到对风状态，并启动。 时刻监测风速是十分重要的，因为在风速时刻监测风速是十分重要的，因为在风速 过大时会使风机毁坏。这就是为什么当风过大时会使风机毁坏。这就是为什么当风 速超过速超过25m/s时，风机就会自动停下来。时，风机就会自动停下来。 而当风速降低

17、时，风速仪会告诉控制器可而当风速降低时，风速仪会告诉控制器可 以开机启动了。以开机启动了。 40 风向标风向标 风向标总是跟随着风的方向摆动。风向标总是跟随着风的方向摆动。 在风向标的底部有一个很小的传感器，它在风向标的底部有一个很小的传感器，它 可以将风向信号传给控制器，而控制器会可以将风向信号传给控制器，而控制器会 告诉偏航电机将机舱转向叶轮对风位置。告诉偏航电机将机舱转向叶轮对风位置。 41 偏航电机偏航电机 叶轮应该总是处在对风状态，以叶轮应该总是处在对风状态，以 便于风轮最大程度的吸收风能。便于风轮最大程度的吸收风能。 偏航电机就起转动机舱使叶轮对偏航电机就起转动机舱使叶轮对 风的作

18、用。风的作用。 在偏航电机下面有一个小齿轮，在偏航电机下面有一个小齿轮， 用来与偏航轴承啮合！用来与偏航轴承啮合！ 42 偏航轴承偏航轴承 偏航电机下面有一个小齿轮与偏航电机下面有一个小齿轮与 一个巨大的齿轮啮合！这个大一个巨大的齿轮啮合！这个大 齿轮叫做偏航轴承。齿轮叫做偏航轴承。 一些小的偏航轴承是外齿，而一些小的偏航轴承是外齿，而 大型风机的偏航轴承一般是内大型风机的偏航轴承一般是内 齿！相同的是它们都要依靠偏齿！相同的是它们都要依靠偏 航电机的驱动。航电机的驱动。 43 冷却系统（散热器）冷却系统（散热器） 发电机转动时会产生大量的热，热发电机转动时会产生大量的热，热 量如果不能及时排

19、除就会对发电机量如果不能及时排除就会对发电机 有损坏，因此非常有必要在发电机有损坏，因此非常有必要在发电机 因为过热而要停止前将温度降下来。因为过热而要停止前将温度降下来。 有两种冷却方式通过空气或水有两种冷却方式通过空气或水 使用水冷却时，冷水被导入一些隐藏使用水冷却时，冷水被导入一些隐藏 在发电机外壳里的管中。水冷却了发在发电机外壳里的管中。水冷却了发 电机加热了水本身。而散热器（如上电机加热了水本身。而散热器（如上 图）又利用周围环境的空气再将水冷图）又利用周围环境的空气再将水冷 却。由此，水在冷却发电机的同时不却。由此，水在冷却发电机的同时不 断的循环，温度却不会升高。断的循环，温度却

20、不会升高。 44 叶轮叶轮 所有大型风机都有三个叶片所有大型风机都有三个叶片 组成叶轮与主轴连接，而每组成叶轮与主轴连接，而每 种风机的叶片长度都有所不种风机的叶片长度都有所不 同。比如有一种风机叶片长同。比如有一种风机叶片长 度为度为25-27米，而最大的风机米，而最大的风机 的叶片达到的叶片达到39米，这相当于米，这相当于 一懂一懂13层的高楼！层的高楼！ 46 叶轮叶轮 大气压力大气压力 滑翔机滑翔机 升力升力 叶片叶片 鸟和升力鸟和升力 叶片制造厂叶片制造厂 偏航偏航 47 大气压力大气压力 当你在坐过山车时，是否感觉当你在坐过山车时，是否感觉 到在你的耳朵里有压力？在不到在你的耳朵里

21、有压力？在不 同的空气压力下你又有什么感同的空气压力下你又有什么感 觉呢？当空气压力迅速改变时，觉呢？当空气压力迅速改变时， 耳膜会随之凹进或凸起一些。耳膜会随之凹进或凸起一些。 海拔高的时候大气压下降，耳海拔高的时候大气压下降，耳 膜会凸起一些，因为你头部内膜会凸起一些，因为你头部内 的空气压力要与外界保持一致；的空气压力要与外界保持一致； 48 滑翔机滑翔机 滑翔机能够在没有任何引擎的情况下飞翔，并且能够滑翔很长的一段距离。滑翔机能够在没有任何引擎的情况下飞翔，并且能够滑翔很长的一段距离。 49 滑翔机滑翔机 滑翔机的重量使它向地面下落，这是地心引力造成的，然而滑翔滑翔机的重量使它向地面下

22、落，这是地心引力造成的，然而滑翔 机并没有掉下来，却能维持数小时的飞翔！机并没有掉下来，却能维持数小时的飞翔！ 50 滑翔机滑翔机 当地心引力使滑翔机下落时，必须有一个相反的力使它留在空中，这当地心引力使滑翔机下落时，必须有一个相反的力使它留在空中，这 个力应该和地心引力足够大否则滑翔机就坠落了！个力应该和地心引力足够大否则滑翔机就坠落了！ 51 滑翔机飞行的时候有两种力在同滑翔机飞行的时候有两种力在同 时作用：地心引力和升力。时作用：地心引力和升力。 滑翔机的两翼在空中移动时能够滑翔机的两翼在空中移动时能够 产生和地心引力同样大小的升力！产生和地心引力同样大小的升力！ 52 当你往空中扔一块

23、石头时，石头不会很长时间以后才落地，但是当你往空中扔一块石头时，石头不会很长时间以后才落地，但是 滑翔机却能在空中呆数小时为什么会这样呢？滑翔机却能在空中呆数小时为什么会这样呢？ 53 如果你把滑翔机的机翼一切两半，你如果你把滑翔机的机翼一切两半，你 可以看见截面上面是曲线的，而下面可以看见截面上面是曲线的，而下面 几乎是直线的几乎是直线的 当机翼在空中移动时，通过曲线面的当机翼在空中移动时，通过曲线面的 气流速度要明显快于下表面的气流速气流速度要明显快于下表面的气流速 度，因此机翼下方的气压大于上方的度，因此机翼下方的气压大于上方的 气压，由此形成的压力差将滑翔机升气压，由此形成的压力差将滑

24、翔机升 起！起！ 54 你已经知道了低气压能够将物体升起。接下来我们来看看吸尘器，你已经知道了低气压能够将物体升起。接下来我们来看看吸尘器， 吸尘器在工作时吸管中形成了一个低气压带，这个低压将灰尘和脏吸尘器在工作时吸管中形成了一个低气压带，这个低压将灰尘和脏 物从地板上升起，吸入管中。如果把管口贴着你的皮肤，就会在你物从地板上升起，吸入管中。如果把管口贴着你的皮肤，就会在你 的皮肤上留下一个红色的印记。的皮肤上留下一个红色的印记。 55 升力升力 滑翔机的机翼上的升力在地心引力作用的同时将滑翔机浮在空中风机滑翔机的机翼上的升力在地心引力作用的同时将滑翔机浮在空中风机 叶片就是应用了这种原理。叶

25、片就是应用了这种原理。 56 叶片叶片 风机的叶片就象滑翔机的机翼，风机就是用叶片的升力使叶轮旋转。风机的叶片就象滑翔机的机翼，风机就是用叶片的升力使叶轮旋转。 57 58 59 鸟的升力鸟的升力 鸟类在数千年前就发现了这个物理现象，它们不会被地心 引力束缚在地面。它们的翅膀非常适合产生升力。 60 61 叶片需要有足够的强度，这就是为什么每个叶片中间叶片需要有足够的强度，这就是为什么每个叶片中间 都有一个梁，这个梁和叶片一样长，它是在一个温度都有一个梁，这个梁和叶片一样长，它是在一个温度 极高的袋子里用玻璃纤维浇铸而成的！极高的袋子里用玻璃纤维浇铸而成的！ 62 这两个壳在另一个叶片生产厂浇

26、铸。它们随后被组合这两个壳在另一个叶片生产厂浇铸。它们随后被组合 成叶片。工人们用塑料制品附在玻璃纤维上保护它，成叶片。工人们用塑料制品附在玻璃纤维上保护它， 制造叶片时精确度是很重要的。制造叶片时精确度是很重要的。 63 这两个外壳被放在一个模具中，然后封闭。这两个外壳被放在一个模具中，然后封闭。 壳在烤炉中加热以便玻璃纤维变得足够硬。壳在烤炉中加热以便玻璃纤维变得足够硬。 64 在外壳装配在一起之前，需要将大梁安装进去。在外壳装配在一起之前，需要将大梁安装进去。 在大梁的上面你可以看见粘合层。在大梁的上面你可以看见粘合层。 65 叶片的表面必须足够的光滑以避免风经过其表面时速度降叶片的表面

27、必须足够的光滑以避免风经过其表面时速度降 下来。这就是为什么任何一处小的滑伤都要用玻璃纤维填下来。这就是为什么任何一处小的滑伤都要用玻璃纤维填 充。最后，叶片被放置在地上抛光，直到表面足够光滑。充。最后，叶片被放置在地上抛光，直到表面足够光滑。 66 偏航偏航 风机的控制系统总是保证叶轮处于对风的状态。风机的控制系统总是保证叶轮处于对风的状态。 机舱顶部的风向标告诉控制系统风的方向，当风变机舱顶部的风向标告诉控制系统风的方向，当风变 向时，机舱和叶轮的方向也随之改变。向时，机舱和叶轮的方向也随之改变。 叶轮应该总是处于对风状态以便于吸收最大的叶轮应该总是处于对风状态以便于吸收最大的 风能。风能

28、。 68 齿轮齿轮 齿轮工作原理齿轮工作原理 风机的齿轮风机的齿轮 69 当你骑车上坡时会怎样做：用一当你骑车上坡时会怎样做：用一 档，二档还是最高档？档，二档还是最高档？ 70 一档一档 这是很明智的做法，这样很容易上坡。这是很明智的做法，这样很容易上坡。 尽管你蹬的很快，爬坡速度很慢，但是尽管你蹬的很快，爬坡速度很慢，但是 这样却一点不费劲。这样却一点不费劲。 71 二档二档 哦，二档爬坡的确有些费力，哦，二档爬坡的确有些费力， 虽然你不必像一档那样蹬的很虽然你不必像一档那样蹬的很 快，却很吃力。快，却很吃力。 72 最高档最高档 嘿，你是在上坡不是在下坡！嘿，你是在上坡不是在下坡！ 事实

29、上就不可能用最高档爬坡。事实上就不可能用最高档爬坡。 也就只有专业自行车运动员会也就只有专业自行车运动员会 用最高档爬坡！用最高档爬坡！ 73 骑自行车爬上坡的骑自行车爬上坡的 确要费一些功夫。确要费一些功夫。 当女孩用最高档爬当女孩用最高档爬 坡时更困难。另一坡时更困难。另一 方面，她没有必要方面，她没有必要 在到达坡顶前蹬的在到达坡顶前蹬的 那么快。那么快。 74 变到第一档时，上变到第一档时，上 坡就容易多了，而坡就容易多了，而 这时女孩就需要蹬这时女孩就需要蹬 的快些了。的快些了。 75 不论女孩选择的是哪个档位，上不论女孩选择的是哪个档位，上 坡所要做的总功是一样的。当车坡所要做的总

30、功是一样的。当车 的负载很重时，缓慢蹬车是很有的负载很重时，缓慢蹬车是很有 必要的。必要的。 当负载很轻时，蹬车速度就要加快了当负载很轻时，蹬车速度就要加快了 那这与风机有什么关系呢？那这与风机有什么关系呢？ 76 这里有一个叶轮、一个这里有一个叶轮、一个 齿轮箱、一台发电机，齿轮箱、一台发电机， 当叶轮旋转时，主轴上当叶轮旋转时，主轴上 的负载很大，叶轮转速的负载很大，叶轮转速 大概在每分钟大概在每分钟27转左右，转左右， 这就相当于女孩使用最这就相当于女孩使用最 高档。高档。 77 而发电机必须转地足够而发电机必须转地足够 快才能发电，这就是风快才能发电，这就是风 机为什么有个齿轮箱机为什

31、么有个齿轮箱 就像自行车一样。就像自行车一样。 78 齿轮箱将每分钟齿轮箱将每分钟27转的转速变到转的转速变到1500转每分钟转每分钟. 主轴以每分钟主轴以每分钟27转的速度旋转转的速度旋转,而此时告诉轴速度而此时告诉轴速度 已经达到已经达到1500转每分钟转每分钟. 80 发电机发电机 发电机发电机 发电机的电路发电机的电路 电的感应现象电的感应现象 81 发电机发电机 你见过自行车上的照明你见过自行车上的照明 灯吗灯吗? 它不用携带电池，它不用携带电池， 只要车轮转动，灯就可只要车轮转动，灯就可 以一直亮着以一直亮着 82 发电机产生电流，通过电线将电发电机产生电流，通过电线将电 送到灯里

32、。你可能会问：为什么送到灯里。你可能会问：为什么 只有一根电线就构成了整个回只有一根电线就构成了整个回 路？路？ 其实自行车的框架就是另一其实自行车的框架就是另一 根导线，只不过在一般电路中很根导线，只不过在一般电路中很 少件而已！少件而已！ 83 其实，这个发电机的原理很简单：底部是一个用铜线绕其实，这个发电机的原理很简单：底部是一个用铜线绕 成的一个线圈，线圈上面是一个磁铁。磁铁和铜线圈是成的一个线圈，线圈上面是一个磁铁。磁铁和铜线圈是 不接触的。不接触的。 一根轴将车轮和磁铁连动起来，当车轮转动时，一根轴将车轮和磁铁连动起来，当车轮转动时， 磁铁也跟着转动。磁铁也跟着转动。 当磁铁在线圈

33、上方转动时，线圈里产当磁铁在线圈上方转动时，线圈里产 生了电流，这被称为电磁感应现象生了电流，这被称为电磁感应现象 事实上，风机的发事实上，风机的发 电机和我们刚才说电机和我们刚才说 的发电机原理是一的发电机原理是一 样的，它的内部也样的，它的内部也 是磁铁和线圈的相是磁铁和线圈的相 对运动。对运动。 85 电缆电缆 梯子梯子 控制器控制器 灯灯 法兰法兰 平台平台 86 87 电缆电缆 机舱内发电机产机舱内发电机产 生的电流通过很生的电流通过很 厚的电缆线进入厚的电缆线进入 控制柜！控制柜！ 88 梯子梯子 所有塔架内都有所有塔架内都有 一个梯子，使你一个梯子，使你 能够爬到机舱上，能够爬到

34、机舱上， 梯子接近塔壁，梯子接近塔壁， 以便于在你爬上以便于在你爬上 或爬下梯子时可或爬下梯子时可 以用后背紧靠塔以用后背紧靠塔 壁，以保证安全！壁，以保证安全！ 89 控制器控制器 风机的控制装风机的控制装 置就是一台计算置就是一台计算 机，它能检查各机，它能检查各 个部件的工作状个部件的工作状 态，如果某个部态，如果某个部 件停止工作，控件停止工作，控 制器将通过计算制器将通过计算 机向中央监控室机向中央监控室 报告故障！报告故障！ 90 灯灯 塔架没有朝外的塔架没有朝外的 窗户，因此塔架窗户，因此塔架 内有照明很重要！内有照明很重要！ 91 法兰法兰 法兰上的螺栓保法兰上的螺栓保 证塔架

35、的各部分证塔架的各部分 紧密相连紧密相连 92 平台平台 塔架内有两个或塔架内有两个或 三个的平台供维三个的平台供维 护人员休息！护人员休息！ 93 塔架塔架 塔架的高度塔架的高度 塔架的两种设计思路塔架的两种设计思路 塔架的制造塔架的制造 94 看看你自己的判断看看你自己的判断 塔架顶部要安装机舱和叶轮，那么是不是塔架必须非常高呢？ 塔架有多高并不重要，只要叶片不碰到地面就可以了 叶轮应该尽可能的高，这一点非常重要 95 塔架有多高并不重要，只要叶片不碰到地面就可以了 不，看看这两个烟囱不，看看这两个烟囱在高烟囱的在高烟囱的 顶部风最大地面上和顶部风最大地面上和40-70米高米高 处的风速肯

36、定是不一样的。风越处的风速肯定是不一样的。风越 大，其中蕴藏的风能就越大。这大，其中蕴藏的风能就越大。这 就是为什么叶轮应该尽可能的高，就是为什么叶轮应该尽可能的高， 以便吸收更大的风能以便吸收更大的风能. 96 叶轮应该尽可能的高，这一点非常重要 这是对的。这是对的。40-70米高处的风比地面的风大的多。米高处的风比地面的风大的多。 烟囱里出来的烟就可以告诉你这个答案烟囱里出来的烟就可以告诉你这个答案 叶轮越高，风机产生的能量就越大。叶轮越高，风机产生的能量就越大。 97 两种塔架两种塔架 格子状的塔架 和 筒状塔架. 格子状的塔架格子状的塔架 塔架可以被设计为钢结构的格子状支撑结塔架可以被

37、设计为钢结构的格子状支撑结 构构.这种塔架十分结实而且很经济。这种塔架十分结实而且很经济。 筒状塔架筒状塔架 为大型风力发电机设计的塔架应该是底为大型风力发电机设计的塔架应该是底 部比顶部略为粗些的筒状塔架。部比顶部略为粗些的筒状塔架。 一个筒状钢结构塔架十分结实。一个筒状钢结构塔架十分结实。 98 1) 筒状塔架是由许多钢板焊接筒状塔架是由许多钢板焊接 而成的单片的钢板先被运到生而成的单片的钢板先被运到生 产塔架的工厂产塔架的工厂. 你注意到没有：你注意到没有： 钢板的边缘是倾斜的，如果不钢板的边缘是倾斜的，如果不 这样的话，塔架就不能做成上这样的话，塔架就不能做成上 窄下宽的筒状了！窄下宽

38、的筒状了！ 99 2) 在钢板被焊接之前，要在钢板被焊接之前，要 先把它压成环形。先把它压成环形。 照片上照片上 的工人正在用起重机搬运钢的工人正在用起重机搬运钢 板。板。 100 3) 钢板被压成环形，这就钢板被压成环形，这就 做好了焊接的准备。工人做好了焊接的准备。工人 们遥控电焊机将钢板焊接们遥控电焊机将钢板焊接 成型。成型。 101 4) 竖立起来的塔架由好几竖立起来的塔架由好几 部分组成的。塔架的每一部分组成的。塔架的每一 部分都有部分都有20-30米高。一米高。一 些塔架有些塔架有60米高，不可能米高，不可能 组装好再运输。组装好再运输。50米高的米高的 塔架大约塔架大约40吨重，

39、但是吨重，但是60 米高的塔架却有米高的塔架却有80吨。吨。 102 5) 法兰被焊接在塔架每部分的法兰被焊接在塔架每部分的 两端两端 法兰其实就是有很多孔的法兰其实就是有很多孔的 钢环。塔架各部分的连接是用钢环。塔架各部分的连接是用 法兰之间螺栓固定完成的。法兰之间螺栓固定完成的。 103 6) 用肉眼很难判断焊接是用肉眼很难判断焊接是 否紧密牢固，因此就要用否紧密牢固，因此就要用 超声波来检测。超声波来检测。 照片上的工人通过显示照片上的工人通过显示 器就可以知道焊接的质量。器就可以知道焊接的质量。 可以试想一下如果不做可以试想一下如果不做 这项工作，将会有什么事这项工作，将会有什么事 情

40、发生！情发生！ 105 建造地点建造地点 山的影响山的影响 陡峭的山崖陡峭的山崖 106 山坡的影响山坡的影响 哪里的风更强？哪里的风更强？ 是是 山顶山顶 上还是上还是 山脚山脚 下下 呢？呢？ 正确，正确， 山顶上的风更强，山顶上的风更强， 当风遇到山时迅速向上当风遇到山时迅速向上 爬升，风速随之增大，爬升，风速随之增大， 这就是为什么建造风机这就是为什么建造风机 最理想的地方应该是在最理想的地方应该是在 山顶。山顶。 不对，看看那些树，不对，看看那些树， 山顶上山顶上 的风更强，当风遇到山时迅的风更强，当风遇到山时迅 速向上爬升，风速随之增大，速向上爬升，风速随之增大， 这就是为什么建造

41、风机最理这就是为什么建造风机最理 想的地方应该是在山顶。想的地方应该是在山顶。 107 陡峭的山崖陡峭的山崖 并不是所有的山都适合建造风机，只有斜坡并不是所有的山都适合建造风机，只有斜坡 平缓的山才是最理想的地点。平缓的山才是最理想的地点。 如果你把风机放在悬崖顶上，那么叶轮面对如果你把风机放在悬崖顶上，那么叶轮面对 的就是很不稳定的气流。的就是很不稳定的气流。 109 组装一台风机组装一台风机 地基地基 安装风机安装风机 110 地基是用混凝土浇筑的。地基是用混凝土浇筑的。 首先要在地上挖一个足够大的坑，铺上钢筋首先要在地上挖一个足够大的坑，铺上钢筋 以固定混凝土的位置。以固定混凝土的位置。

42、 111 没有绝缘外壳的铜没有绝缘外壳的铜 线铺设在地基周围线铺设在地基周围 当风机被雷电击中时，强大的电当风机被雷电击中时，强大的电 流通过铜线导入地下，这样就防流通过铜线导入地下，这样就防 止风机被击毁止风机被击毁 112 混凝土是由沙砾、沙混凝土是由沙砾、沙 子、水泥和水组成的。子、水泥和水组成的。 卡车将混凝土运到工地，通过一个很长的软卡车将混凝土运到工地，通过一个很长的软 管注入已经挖好的坑里，照片中的三个工人管注入已经挖好的坑里，照片中的三个工人 中一个提着软管浇筑，另一个用振动器使混中一个提着软管浇筑，另一个用振动器使混 凝土充分融合在一起，第三个工人正忙着打凝土充分融合在一起，第三个工人正忙着打 平表面。平表面。 113 塔架的底部用混凝土浇筑，现在塔架的底部用混凝土浇筑，现在 工人们已经做好了放塔架的准备工人们已经做好了放塔架的准备 114 1) 在风机竖立起来之前，塔在风机竖立起来之前，塔 架、机舱和叶轮都要用大型架、机舱和