浅议风力发电技术现状及存在问题

作者:未知

  摘 要:在经济全球化发展进程中,对于能源的需求数量以及使用数量越来越大,因此在不可再生能源使用过程中产生了很多环境问题,全球气候变暖就是最主要的一种。所以在此背景下对可再生能源的研究和应用是各国发展中能源结构改革的重点工作。风力发电在可再生能源中占据着很大比重,并且随着技术发展变得越来越重要。因此本文就将以此为基础,对风力发电技术的发展及现状存在的问题进行论述。
  关键词:风力发电;技术;现状;问题;创新
  中图分类号:TM614 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)09-0173-02
  0 前言
  风力发电技术的出现最早可以追溯到十九世纪,经过一个多世纪的发展才取得了现如今的规模。风力发电是社会能源结构改变的重要体现,也是经济可持续发展的必然要求之一,因此其所受到的重视程度越来越高。针对风力发电技术的研究以及问题的分析,是风力发电技术进步的必经之路,在对问题进行分析与解决的过程中,推动风力发电技术的革新,使风力发电技术为社会经济发展及环境改善做出重要贡献,这也是本文论述的最主要目的。
  1 风力发电
  1.1 风力发电电机构成
  在风力发电机组当中,风力发电机的组成,包括机舱电机转子以及叶片,低速轴,齿轮箱,高速轴,机械水闸,平衡装置,液压系统,发电机,冷却元器件,风速计,塔架,风机,电机电子控制器。而对于风力涡轮机来讲,其组成成分中核心组分主要是叶片,齿轮箱以及发电机等。对于风力发电机来讲,其中转子叶片的主要作用是对自然界中的风能进行捕获,并且将其进行传递,传递到转子轴线上。机舱电机转子是和发电机的低速轴进行连接的,同时又与齿轮箱进行连接。而变速箱的存在能够使高速轴的速度变为低速轴的50倍,而且在1500转每分钟的转速下对发电机进行驱动。
  在风力涡轮机当中还增加了应急机器,其作用主要是为了在风力涡轮机出现故障进行修理时进行制动,同时也可以在风力涡轮机空气制动器失灵时进行使用,使风力涡轮机能够迅速制动,避免出现安全事故。偏航装置存在的作用是对风力发电机舱进行旋转,使风力发电机当中的卷子能够始终直向风。而偏航系统主要受到电子控制器的控制以及操作,电子控制器能够依靠与计算机信息系统对偏航系统状态进行全面的检测。冷却元器件的存在主要是为了对运行过程中发电机以及齿轮箱中过热的油进行冷却,使其能够持续保证发电机和齿轮箱正常运转。
  1.2 风力发电原理
  在风力发电过程当中,主要的发电原理是通过自然界存在的风,对风力发电机组的叶片进行驱动,然后旋转,在旋转的过程当中,发动机的转速会逐渐增加,然后通过发电机进行发电。在发展过程中,在风力发电机上会安装有传感器,该传感器能够对自然界中方向进行检测,然后通过风力发电机组内部存在的偏航系统,对风力发电机的叶片进行控制,使其能够随着风向改变而不断运动,对自然界中的风进行最大程度的捕获,提高风力发电机组的发电效率。而经由风力发电所产生的电能在进行使用之前,还需要通过蓄电池来对这些风力发电所得电脑进行储存,然后将其转化为化学能,通过化学能再进行放电,将其变为220伏交流电,然后才能够被国家电网并入并进行使用。
  2 风力发电技术发展现状
  19世纪末风力发电技术开始出现,并且出现了第一个风力发电机,发展到20世纪80年代,风力发电机组电气化控制手段才出现。而发展到现如今,风力发电技术发展的越发成熟,在市场应用中推广力度也越来越强,技术经过不断革新,突破了传统技术的限制,使得风力发电在社会能源结构改革中所占的比重越来越大。而且从长远的发展角度来看,风力发电技术的前景也是非常雄厚的且不可估量的,在一些发达国家当中,对于风力发电的刺激奖励机制建设的比较完善,因此风力发电的技术推广以及覆盖范围也越来越大。
  在风力发电技术不断发展改革的过程当中,通过对风力发电机组的增速齿轮箱和永磁同步发电机以及全功率变流器进行应用,使得风力发电机组在运行过程中的攻略得到了降低,同时利用效率得到了提升。而且在不断改变过程中增加了独立叶片变桨控制系统,能够使风力发电机组的荷载降低,机组整体寿命得到延长。在风力发电机组当中,动态无功控制可以保证在风力发电过程中对电网进行输送时,电压能够無功并且稳定。在欧洲对风力发电技术进行研究过程中,通过使用全功率变流并网技术,使得风能的使用覆盖范围大大提高,而且对于风力发电的电能质量也进行了提高。在发展过程中也能够发现,自然界当中的风力是拥有随机性以及不可控性的,在发展过程中电网的要求却又非常严格,所以两者之间在本质上来讲是处于矛盾对立的状态,所以在今后风力发电技术研究以及设计过程当中,需要对风电电源的特性进行全面的解析,同时对风力发电过程中对电网所产生的影响进行评估,使得现有的电网能够对风力发电的接受能力得到提高,将两者之间所存在的矛盾进行根本性解决。
  3 风力发电技术问题改善
  3.1 加强风力发电技术研究
  在风力发电技术发展过程中,对风力发电技术进行深入研究,其主要目的就是为了使现有技术能够得到改善以及优化,并同时对风力发电的整体效率进行提升。所以在风力发电相关技术研究过程当中,对于不同区域所应用的不同风力发电设备和技术应该采取不同的方法。在一些风力富集的区域进行风力发电,可以采用功率调节模式,这种模式是通过对结节距进行调整,从而实现对风力发电过程中的功率进行调整的目的,可以有效的控制在风力富集区域风电发电功率。而且应用该模式所需要的相关设备并不是非常复杂,操作起来也比较简单,所以实际投入的成本不会太高,应用的可行性非常高。而对其他地区的风力发电工作来讲,可以进行独立发电机使用,主要是在需要的时候对风电电能进行储存然后释放。在技术不断发展过程当中,风力发电机组在多种不同环境下的应用适用性将会大大提高,尤其是在一些恶劣环境当中能够进行广泛使用,而且其自身的风能利用效率也会大大提升。因此在技术开发过程中,从增加风电机组单机容量的角度来出发,从而推动风电机组整体技术更新。   3.2 增强风电机组运行效率
  在风力发电技术不断推广与应用的过程当中,风力发电的市场规模也在不断扩大,因此在风力发电过程当中,工业化脚步的推进程度越来越快。随着风力发电机组单机容量的不断提高,在进行风力发电机组制造是单机成本在不断的下调,所以风力发电技术应用的商业化变得越来越简单,对于风力发电成本的降低具有非常重要的意义。所以在工业化发展模式下以及商业化运行模式下,风电机组应大大提高其运行效率,从风力发电机叶片以及其他系统等方面加强设计与改善,提高运行安全性与可行性,在此基础之上提高企业运行效率。
  4 风力发电技术创新
  4.1 风力发电技术创新必要性
  随着现如今社会能源结构的改变,在社会能源结构当中,可再生能源所占的比重越来越大,其中风能属于其中重要的一种。由风力发电所产生的电能,在社会中被应用的范围越来越广泛,而且因为我国风能储备比较充分,所以对于风力发电技术的应用及前景以及市场都非常广阔。为了对如此丰富的风能进行大范围的使用,并推动我国可再生能源结构改善,对我国经济建设作出重要贡献,需要加强在风力发电技术方面的研究与创新,通过创新是手段与技术对能源应用效果进行全面的改善与提升。在我国发展战略目标当中,持续发展战略目标的实现是需要以我国可再生能源为主要基础所实现的,所以对于风力发电技术创新工作重视是非常必要的。从全世界范围来看,能源逐渐紧张并且由能源所引发的环境问题越发突出,所以在能源问题改善过程中,我国应紧随国际发展的脚步,对风力发电创新可行性以及创新路将进行探究。而且从传统能源结构向新能源结构进行转变。因为其需要非常长的周期,所以在這个过程当中,应针对于风力发电技术以及风力发电电脑的应用,来进行相关配套设施和配套网络建设,使得风力发电能够成体系建设并投入使用。
  4.2 风力发电技术创新的条件
  对于我国来讲,因为我国幅员辽阔且地域广袤,所以在我国国土覆盖范围之内,拥有着非常丰富的风能资源,这是我国在对风力发电技术进行应用以及创新过程中的最主要基础,这是非常必要的也是非常有效的途径,对我国能源结构进行改善的方法。所以在拥有丰富风能资源的基础之上,对我国风力发电技术进行推广和大范围应用是行之有效的一种手段。因此在这种背景下,我国对于风力发电技术的应用以及技术推广也越来越广泛,在社会当中,许多不同类型的风力发电相关设备和配套设备,投入实际生产和销售当中并被许多个人以及企业购买和使用。同时各科研机构以及组织也针对现行市场当中所流通的风力发电配套设备,进行了深入的研究,并对企业风力发电能力进行不断的改善,提高了风力发电机组的实际运行效率。最重要的是风力发电的成本非常低,所以在与其他可再生能源进行竞争的过程当中,其成本优势非常突出,在电力能源结构当中所拥有的竞争力也大大提高,同时国家对于风力发电又持支持的态度,所以对于风力发电技术来讲拥有诸多基础实现其技术创新。
  4.3 风力发电技术创新前景
  因为现如今社会发展速度非常快,人们的生活水平日新月异,所以无论是在人们日常生活当中,亦或者是社会生产当中,对于电能的需求都将越来越高,所以在此背景下,电力能源所存在的缺口需要其他技术来进行弥补。其中风力发电技术在近些年来,因为技术的快速发展及发电能力得到了显著的提升,所以在经济快速发展过程中,风力发电技术可以为社会电能需求进行补充,使社会所需电能得到满足。因此在社会发展过程中,对风力发电相关技术进行研究,并且对企业配套设施进行建设是必然的趋势。尤其是我国针对于风力发电技术进行了深入研究以及实地走访调查,发现我国风力发电的实际应用现状非常的稳定,而且在风力发电技术应用下,对于不可再生能源的应用数量逐渐减少,所以相应的环境问题得到了很大程度的改善,因此在未来发展过程中,对于风力发电技术的应用将越来越大。
  5 结语
  社会经济的发展必然离不开能源的供应,因此在不可再生能源日趋紧张的今天,对于可再生能源的重视程度越来越高。风力发电作为可再生能源中的一种,对于能源紧缺局势的环节具有非常重要的意义,所以对于风力发电技术发展现状及存在的问题进行研究,是促进风力发电技术进步且不断为我国经济建设提供助力的重要手段。因此在不断发展过程中,需要不断对风力发电技术进行研究创新,提高风力发电质量及效率。
  参考文献
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