邊輝 周慧 殷宗林

摘 要：在經(jīng)濟全球化發(fā)展進程中，對于能源的需求數(shù)量以及使用數(shù)量越來越大，因此在不可再生能源使用過程中產(chǎn)生了很多環(huán)境問題，全球氣候變暖就是最主要的一種。所以在此背景下對可再生能源的研究和應(yīng)用是各國發(fā)展中能源結(jié)構(gòu)改革的重點工作。風力發(fā)電在可再生能源中占據(jù)著很大比重，并且隨著技術(shù)發(fā)展變得越來越重要。因此本文就將以此為基礎(chǔ)，對風力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀存在的問題進行論述。

關(guān)鍵詞：風力發(fā)電;技術(shù);現(xiàn)狀;問題;創(chuàng)新

中圖分類號：TM614 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）09-0173-02

0 前言

風力發(fā)電技術(shù)的出現(xiàn)最早可以追溯到十九世紀，經(jīng)過一個多世紀的發(fā)展才取得了現(xiàn)如今的規(guī)模。風力發(fā)電是社會能源結(jié)構(gòu)改變的重要體現(xiàn)，也是經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必然要求之一，因此其所受到的重視程度越來越高。針對風力發(fā)電技術(shù)的研究以及問題的分析，是風力發(fā)電技術(shù)進步的必經(jīng)之路，在對問題進行分析與解決的過程中，推動風力發(fā)電技術(shù)的革新，使風力發(fā)電技術(shù)為社會經(jīng)濟發(fā)展及環(huán)境改善做出重要貢獻，這也是本文論述的最主要目的。

1 風力發(fā)電

1.1 風力發(fā)電電機構(gòu)成

在風力發(fā)電機組當中，風力發(fā)電機的組成，包括機艙電機轉(zhuǎn)子以及葉片，低速軸，齒輪箱，高速軸，機械水閘，平衡裝置，液壓系統(tǒng)，發(fā)電機，冷卻元器件，風速計，塔架，風機，電機電子控制器。而對于風力渦輪機來講，其組成成分中核心組分主要是葉片，齒輪箱以及發(fā)電機等。對于風力發(fā)電機來講，其中轉(zhuǎn)子葉片的主要作用是對自然界中的風能進行捕獲，并且將其進行傳遞，傳遞到轉(zhuǎn)子軸線上。機艙電機轉(zhuǎn)子是和發(fā)電機的低速軸進行連接的，同時又與齒輪箱進行連接。而變速箱的存在能夠使高速軸的速度變?yōu)榈退佥S的50倍，而且在1500轉(zhuǎn)每分鐘的轉(zhuǎn)速下對發(fā)電機進行驅(qū)動。

在風力渦輪機當中還增加了應(yīng)急機器，其作用主要是為了在風力渦輪機出現(xiàn)故障進行修理時進行制動，同時也可以在風力渦輪機空氣制動器失靈時進行使用，使風力渦輪機能夠迅速制動，避免出現(xiàn)安全事故。偏航裝置存在的作用是對風力發(fā)電機艙進行旋轉(zhuǎn)，使風力發(fā)電機當中的卷子能夠始終直向風。而偏航系統(tǒng)主要受到電子控制器的控制以及操作，電子控制器能夠依靠與計算機信息系統(tǒng)對偏航系統(tǒng)狀態(tài)進行全面的檢測。冷卻元器件的存在主要是為了對運行過程中發(fā)電機以及齒輪箱中過熱的油進行冷卻，使其能夠持續(xù)保證發(fā)電機和齒輪箱正常運轉(zhuǎn)。

1.2 風力發(fā)電原理

在風力發(fā)電過程當中，主要的發(fā)電原理是通過自然界存在的風，對風力發(fā)電機組的葉片進行驅(qū)動，然后旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)的過程當中，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速會逐漸增加，然后通過發(fā)電機進行發(fā)電。在發(fā)展過程中，在風力發(fā)電機上會安裝有傳感器，該傳感器能夠?qū)ψ匀唤缰蟹较蜻M行檢測，然后通過風力發(fā)電機組內(nèi)部存在的偏航系統(tǒng)，對風力發(fā)電機的葉片進行控制，使其能夠隨著風向改變而不斷運動，對自然界中的風進行最大程度的捕獲，提高風力發(fā)電機組的發(fā)電效率。而經(jīng)由風力發(fā)電所產(chǎn)生的電能在進行使用之前，還需要通過蓄電池來對這些風力發(fā)電所得電腦進行儲存，然后將其轉(zhuǎn)化為化學能，通過化學能再進行放電，將其變?yōu)?20伏交流電，然后才能夠被國家電網(wǎng)并入并進行使用。

2 風力發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

19世紀末風力發(fā)電技術(shù)開始出現(xiàn)，并且出現(xiàn)了第一個風力發(fā)電機，發(fā)展到20世紀80年代，風力發(fā)電機組電氣化控制手段才出現(xiàn)。而發(fā)展到現(xiàn)如今，風力發(fā)電技術(shù)發(fā)展的越發(fā)成熟，在市場應(yīng)用中推廣力度也越來越強，技術(shù)經(jīng)過不斷革新，突破了傳統(tǒng)技術(shù)的限制，使得風力發(fā)電在社會能源結(jié)構(gòu)改革中所占的比重越來越大。而且從長遠的發(fā)展角度來看，風力發(fā)電技術(shù)的前景也是非常雄厚的且不可估量的，在一些發(fā)達國家當中，對于風力發(fā)電的刺激獎勵機制建設(shè)的比較完善，因此風力發(fā)電的技術(shù)推廣以及覆蓋范圍也越來越大。

在風力發(fā)電技術(shù)不斷發(fā)展改革的過程當中，通過對風力發(fā)電機組的增速齒輪箱和永磁同步發(fā)電機以及全功率變流器進行應(yīng)用，使得風力發(fā)電機組在運行過程中的攻略得到了降低，同時利用效率得到了提升。而且在不斷改變過程中增加了獨立葉片變槳控制系統(tǒng)，能夠使風力發(fā)電機組的荷載降低，機組整體壽命得到延長。在風力發(fā)電機組當中，動態(tài)無功控制可以保證在風力發(fā)電過程中對電網(wǎng)進行輸送時，電壓能夠無功并且穩(wěn)定。在歐洲對風力發(fā)電技術(shù)進行研究過程中，通過使用全功率變流并網(wǎng)技術(shù)，使得風能的使用覆蓋范圍大大提高，而且對于風力發(fā)電的電能質(zhì)量也進行了提高。在發(fā)展過程中也能夠發(fā)現(xiàn)，自然界當中的風力是擁有隨機性以及不可控性的，在發(fā)展過程中電網(wǎng)的要求卻又非常嚴格，所以兩者之間在本質(zhì)上來講是處于矛盾對立的狀態(tài)，所以在今后風力發(fā)電技術(shù)研究以及設(shè)計過程當中，需要對風電電源的特性進行全面的解析，同時對風力發(fā)電過程中對電網(wǎng)所產(chǎn)生的影響進行評估，使得現(xiàn)有的電網(wǎng)能夠?qū)︼L力發(fā)電的接受能力得到提高，將兩者之間所存在的矛盾進行根本性解決。

3 風力發(fā)電技術(shù)問題改善

3.1 加強風力發(fā)電技術(shù)研究

在風力發(fā)電技術(shù)發(fā)展過程中，對風力發(fā)電技術(shù)進行深入研究，其主要目的就是為了使現(xiàn)有技術(shù)能夠得到改善以及優(yōu)化，并同時對風力發(fā)電的整體效率進行提升。所以在風力發(fā)電相關(guān)技術(shù)研究過程當中，對于不同區(qū)域所應(yīng)用的不同風力發(fā)電設(shè)備和技術(shù)應(yīng)該采取不同的方法。在一些風力富集的區(qū)域進行風力發(fā)電，可以采用功率調(diào)節(jié)模式，這種模式是通過對結(jié)節(jié)距進行調(diào)整，從而實現(xiàn)對風力發(fā)電過程中的功率進行調(diào)整的目的，可以有效的控制在風力富集區(qū)域風電發(fā)電功率。而且應(yīng)用該模式所需要的相關(guān)設(shè)備并不是非常復雜，操作起來也比較簡單，所以實際投入的成本不會太高，應(yīng)用的可行性非常高。而對其他地區(qū)的風力發(fā)電工作來講，可以進行獨立發(fā)電機使用，主要是在需要的時候?qū)︼L電電能進行儲存然后釋放。在技術(shù)不斷發(fā)展過程當中，風力發(fā)電機組在多種不同環(huán)境下的應(yīng)用適用性將會大大提高，尤其是在一些惡劣環(huán)境當中能夠進行廣泛使用，而且其自身的風能利用效率也會大大提升。因此在技術(shù)開發(fā)過程中，從增加風電機組單機容量的角度來出發(fā)，從而推動風電機組整體技術(shù)更新。

3.2 增強風電機組運行效率

在風力發(fā)電技術(shù)不斷推廣與應(yīng)用的過程當中，風力發(fā)電的市場規(guī)模也在不斷擴大，因此在風力發(fā)電過程當中，工業(yè)化腳步的推進程度越來越快。隨著風力發(fā)電機組單機容量的不斷提高，在進行風力發(fā)電機組制造是單機成本在不斷的下調(diào)，所以風力發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的商業(yè)化變得越來越簡單，對于風力發(fā)電成本的降低具有非常重要的意義。所以在工業(yè)化發(fā)展模式下以及商業(yè)化運行模式下，風電機組應(yīng)大大提高其運行效率，從風力發(fā)電機葉片以及其他系統(tǒng)等方面加強設(shè)計與改善，提高運行安全性與可行性，在此基礎(chǔ)之上提高企業(yè)運行效率。

4 風力發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新

4.1 風力發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新必要性

隨著現(xiàn)如今社會能源結(jié)構(gòu)的改變，在社會能源結(jié)構(gòu)當中，可再生能源所占的比重越來越大，其中風能屬于其中重要的一種。由風力發(fā)電所產(chǎn)生的電能，在社會中被應(yīng)用的范圍越來越廣泛，而且因為我國風能儲備比較充分，所以對于風力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用及前景以及市場都非常廣闊。為了對如此豐富的風能進行大范圍的使用，并推動我國可再生能源結(jié)構(gòu)改善，對我國經(jīng)濟建設(shè)作出重要貢獻，需要加強在風力發(fā)電技術(shù)方面的研究與創(chuàng)新，通過創(chuàng)新是手段與技術(shù)對能源應(yīng)用效果進行全面的改善與提升。在我國發(fā)展戰(zhàn)略目標當中，持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)是需要以我國可再生能源為主要基礎(chǔ)所實現(xiàn)的，所以對于風力發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新工作重視是非常必要的。從全世界范圍來看，能源逐漸緊張并且由能源所引發(fā)的環(huán)境問題越發(fā)突出，所以在能源問題改善過程中，我國應(yīng)緊隨國際發(fā)展的腳步，對風力發(fā)電創(chuàng)新可行性以及創(chuàng)新路將進行探究。而且從傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)向新能源結(jié)構(gòu)進行轉(zhuǎn)變。因為其需要非常長的周期，所以在這個過程當中，應(yīng)針對于風力發(fā)電技術(shù)以及風力發(fā)電電腦的應(yīng)用，來進行相關(guān)配套設(shè)施和配套網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，使得風力發(fā)電能夠成體系建設(shè)并投入使用。

4.2 風力發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新的條件

對于我國來講，因為我國幅員遼闊且地域廣袤，所以在我國國土覆蓋范圍之內(nèi)，擁有著非常豐富的風能資源，這是我國在對風力發(fā)電技術(shù)進行應(yīng)用以及創(chuàng)新過程中的最主要基礎(chǔ)，這是非常必要的也是非常有效的途徑，對我國能源結(jié)構(gòu)進行改善的方法。所以在擁有豐富風能資源的基礎(chǔ)之上，對我國風力發(fā)電技術(shù)進行推廣和大范圍應(yīng)用是行之有效的一種手段。因此在這種背景下，我國對于風力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用以及技術(shù)推廣也越來越廣泛，在社會當中，許多不同類型的風力發(fā)電相關(guān)設(shè)備和配套設(shè)備，投入實際生產(chǎn)和銷售當中并被許多個人以及企業(yè)購買和使用。同時各科研機構(gòu)以及組織也針對現(xiàn)行市場當中所流通的風力發(fā)電配套設(shè)備，進行了深入的研究，并對企業(yè)風力發(fā)電能力進行不斷的改善，提高了風力發(fā)電機組的實際運行效率。最重要的是風力發(fā)電的成本非常低，所以在與其他可再生能源進行競爭的過程當中，其成本優(yōu)勢非常突出，在電力能源結(jié)構(gòu)當中所擁有的競爭力也大大提高，同時國家對于風力發(fā)電又持支持的態(tài)度，所以對于風力發(fā)電技術(shù)來講擁有諸多基礎(chǔ)實現(xiàn)其技術(shù)創(chuàng)新。

4.3 風力發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新前景

因為現(xiàn)如今社會發(fā)展速度非?？?，人們的生活水平日新月異，所以無論是在人們?nèi)粘Ｉ町斨校嗷蛘呤巧鐣a(chǎn)當中，對于電能的需求都將越來越高，所以在此背景下，電力能源所存在的缺口需要其他技術(shù)來進行彌補。其中風力發(fā)電技術(shù)在近些年來，因為技術(shù)的快速發(fā)展及發(fā)電能力得到了顯著的提升，所以在經(jīng)濟快速發(fā)展過程中，風力發(fā)電技術(shù)可以為社會電能需求進行補充，使社會所需電能得到滿足。因此在社會發(fā)展過程中，對風力發(fā)電相關(guān)技術(shù)進行研究，并且對企業(yè)配套設(shè)施進行建設(shè)是必然的趨勢。尤其是我國針對于風力發(fā)電技術(shù)進行了深入研究以及實地走訪調(diào)查，發(fā)現(xiàn)我國風力發(fā)電的實際應(yīng)用現(xiàn)狀非常的穩(wěn)定，而且在風力發(fā)電技術(shù)應(yīng)用下，對于不可再生能源的應(yīng)用數(shù)量逐漸減少，所以相應(yīng)的環(huán)境問題得到了很大程度的改善，因此在未來發(fā)展過程中，對于風力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用將越來越大。

5 結(jié)語

社會經(jīng)濟的發(fā)展必然離不開能源的供應(yīng)，因此在不可再生能源日趨緊張的今天，對于可再生能源的重視程度越來越高。風力發(fā)電作為可再生能源中的一種，對于能源緊缺局勢的環(huán)節(jié)具有非常重要的意義，所以對于風力發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題進行研究，是促進風力發(fā)電技術(shù)進步且不斷為我國經(jīng)濟建設(shè)提供助力的重要手段。因此在不斷發(fā)展過程中，需要不斷對風力發(fā)電技術(shù)進行研究創(chuàng)新，提高風力發(fā)電質(zhì)量及效率。

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