自从人类可以利用电力能源以来,电力基本上已经渗透了到了人类生活的方方面面,我们的生活基本上已经很难再离开电力能源,如果有一天停电了,我们在煮饭、洗衣服、看电视、上网等等方面都有可能会出现问题。而电力的产生基本上都离不开发电机,这一次我想要说的就是中国海上巨无霸发电机SL5000,它其实就是一种风力发电机,且看下面的详细讲解。 新来的朋友记得点一下关注,也可以到我的主页查看往期更多精彩的内容。 所谓的风力发电机,其实就是利用自然界中的风力能源转化成为电能。因为自然界中的风力能源非常巨大,而且又是比较普遍存在,有一些地方还会常年都达到一定的风力,只要可以转化成为电能,就是人们可以利用的能源了。 与传统的火力发电相比,风力发电不仅不需要烧很多的煤炭,也不需要有太多的人员管理,只要可以架设好设备,然后定期进行维护和检修,基本上就可以获取源源不断的电力资源,其能量来源的方式非常清洁,不会对环境造成严重的影响,是符合可持续发展的一种能源来源方式。 风力发电机根据它的转轴转动方向,也可以分为两种形式,它们分别是水平和垂直的发电机。比较常见的都是水平的发电机,也就是我们经常看到的大风车型的风力发电机,因为它的转轴都是与水平面平行放置,所以得到了这样的名称。 水平发电机的叶片通常都比较长,而且外表看起来它的转动速度也相对比较慢,其实在里面还会有装置提高发电机的转动速度,这样发电机就可以达到正常的转速发电,风力也不需要特别大,就能达到发电的要求。 但通常水平发电机安装的叶片朝向都是固定的,这也意味着安装风力发电机的地点要求风力常年要有一个固定的方向,而且由于叶片也比较长,造成占地的面积也会比较大,所以风力发电机的选址要达到一定的要求。一般在一些比较偏远的山区,人烟比较少的地方发展风力发电机会更加有利。 而垂直型发电机,也就是它的转轴与水平面是垂直的,它在日常生活中是比较少见,但却是我国最早开始研究的风力发电机。这种风力发电机的叶片通常不会很大,而且有好几个螺旋形的叶片与转动轴形成平行的结构分布。 所以垂直发电机的占地面积比较小,叶片的转动不会影响到地面,而且他还有一个好处,就是不需要调整风向也可以实现转动,也就是只要有风吹过来就行了,所以建造这种发电机的选址要求并不高,就算是安装在普通住宅区也可以,完全不会影响到居民的日常生活。也是因为如此,西方国家对这种发电机也比较偏爱。 但垂直发电机的缺点也是不容忽视的,由于它安装的地点比较灵活,风力发电输出功率的稳定性肯定也没有水平发电机那么好,要想建造一些大功率的风力发电机,最好还是选择水平发电机。 随着社会经济的发展,我国对于电力资源的需求也越来越大,风力发电机的功率也会变得越来越大,这才是符合我国电力资源需求的趋势。所以我国的工程师也制造出了世界上最大型的海上风力发电机SL5000,堪称是一个海上巨无霸。 SL5000风轮高度就已经超过了40层楼高,有200多米的高度,叶片转动之后划成的圆形直径也可以达到128米,单机容量为5000kW,如此高的风力发电机,你肯定认为如果想要对它进行维护检修的时候就会非常麻烦,但这些事情一点都难不倒工程师们,因为在它的机舱上是可以停泊直升机的,这些烦恼自然就可以迎刃而解。 SL5000风力发电机整个机组的核心可以分为三部分:塔架、叶片和主机箱。其中最为关键的是塔架,因为风力发电机的叶片和主机箱的重量都是需要由塔架来承担,而且在风力推动的过程中也会产生扭矩,这些也是集中在塔架那里承受。 塔架所使用的钢板非常厚,基本与楼板的厚度相当,但如此厚的钢板切割也是一个问题,所以工程师所采用的就是利用一台非常强大的火焰刀进行切割,因为钢板的切割精度越高,在以后的焊接工作中就可以省很多事,这些提高的就是工作效率。 由于它的高度已经达到了200多米高,而且还是安装在海上的,如果在这个塔架上又安装一些光源,那么也可以将这个风力发电机变成在海上的一座灯塔,达到了一物二用的效果,不仅能用于发电,又能方便海上船舶的航行,对于经济的发展意义就更加巨大。 接下来它的叶片制造也是一个难点,根据风力发电机的原理,这些叶片要是可以制造得越轻,在相同风力的状况下转动就会变得越快,这样发电的效率也会变得更大;但这些叶片通常也需要制造得比较长,它的直径达到了128米,可见叶片的长度也应该有几十米,但叶片达到了几十米的长度,它的承受能力也会变得比较差,要是运行得比较久了,或者遇到了台风的天气,就很可能会将叶片折断。 所以叶片的重量和强度基本上就是一对矛盾,这对于工程师的考验又是非常大,一般就是从材料中寻找突破口。工程师们经过了大量的研发试验,最终采取了环氧树脂混合玻璃钢制成复合材料。 叶片仅仅是在研制的过程中,就已经花费了6个月,不过并不是可以制造出来就能完事了,因为这些叶片基本上要使用20年,那么就一定要测试叶片的性能。到底怎样测试呢?一般就是拿这些叶片到风洞里面去吹,这个风洞其实就是飞机设计的时候,经常需要用到的风洞,可见连叶片的制造也非常严格,而且在风洞里面用强风吹,就要连续吹4个月,要是4个月之后叶片都没有问题,就能算它是及格的。 最后应该就是主机箱了,其实这里面最关键的部分就是轴承,因为它是连接叶片和塔架的部分,也是整个风力发电机中动与静结合的一部分,所以它的作用也非常关键。一个轴承的长度就接近了两层楼房,能生产出这种轴承的工厂,在全世界范围内也就仅仅有三家,可见要建造这种风力发电机,肯定是一项大工程,工业基础不够雄厚的国家肯定是不行的。 而且建造这种巨无霸的精度要求又非常高,通常误差都是要控制在一根头发丝直径的范围之内,紧紧依靠人力来检测是很难发现问题的,所以必须要利用到一种价格非常昂贵的探头,因为这种探头是需要用红宝石才能制作出来的。 这种探头可以检测出轴承上面超过0。8微米的任何一处凸起的地方,这种难度相当于在3公里的范围之内发现任何一粒凸起的沙子,可见他的要求就是非常高的。 仅仅是一台这样的风力发电机,它的设计寿命就达到了20年,也就是在安装好之后,它要在海上不停地运转20年,到时候将会从空气中产生4亿千瓦时的电能,这个数字相当于在上海这样的一个超级大城市一天所消耗的电能,也就相当于带来了4亿元的收入,这简直就是在海上建设的一种印钞机。 这一次的内容就到这里,如果你喜欢的话,记得大大地点一个赞,同时也不要忘记了给我点关注,还有更多精彩的内容等着你! 综上所述,风力能源是地球上一种比较普遍的清洁能源,如果想利用好这种能源,最好就是可以建造出风力发电机,只要风不停地吹,风力发电机就可以源源不断地将这些风能转换成为电能,所得到的就是白花花的钞票,也就相当于是印钞机。你是怎么看的呢?全能创作家