風能源最新應用技術

　風能源最新應用技術

風力發電基本原理

風力發電沒有燃料問題，也不會產生輻射或空氣污染，是實現低碳經濟的典型發電設備。 適合基站使用的風力發電機為永磁直驅電機，一般有兩種：轉子線圈/定子磁鋼，定子線圈/轉子磁鋼。只要轉子轉動，磁力線就會切割線圈，產生電能。 風力發電系統包含風力發電機組及控制器，風力機組通常有風輪機構/發電機/尾舵機構/迴轉機構。永磁直驅風力發電機組的風輪機構直接與發電機轉子連接。這樣，風力帶動風輪轉動後，發電機的轉子也跟着轉動，於是產生風電。 尾舵機構使葉片始終對着來風的方向從而獲得最大的風能;迴轉機構能使風機靈活地轉動以實現尾舵機構調整方向的功能。 一般輸出功率小於10kw的風力機組，均採用上述機械結構。 對於通信基站，經常採用5kw以下功率的風力發電機組。 由於我國大部分國土在內陸，風資源一般，年平均風速基本在2.5-3.5m/s，因此，一般的高風速型風力發電機組(額定風速大於12m/s)，就不是很適合。 通常使用要求：風力機組的切入風速為3m/s時，風力機組可以發電。 隨着風速變化，及風持續時間的不同，風力機組輸出的功率和電能也是不同的。 永磁直驅風力發電機組，輸出電壓隨轉速增加而增大;輸出功率隨轉速增加而增大，但是，隨着負載變化，即使在同等風速下，電機轉速也是不同的。 由此可見 ，風力機組產生的電能不穩定，產生的電壓也是不穩定的'。 只有穩定電壓，且具有一定容量的電源，才能滿足負載的使用要求。因此，風力發電系統必須具有控制器。對於離網運用系統，還必須具備儲能蓄電池。 風機控制器作用：

(1)將永磁直驅發電機產生的交流電轉為直流電;

(2)控制風力機組輸出的電壓在一定範圍內;

(3)風機最佳功率曲線跟蹤;

(4)給蓄電池充電，且進行蓄電池的充放電管理。 蓄電池的作用為儲能、穩定風機輸出電壓。

2.2 風力機組的保護 任何一個產品的應用前提：安全、可靠、實用、高效。對於風力機組而言，也是如此。安全不僅是指風力機組能夠可靠運行，同時也要求風力機組自身的安全。 基站用小型風力機組，安全性能實現依靠：

(1)側偏技術——大風時，風輪不再對準迎風面，使得風輪吸收的風能減少，風速越大，風輪迎風面減少也多，直到風輪吸收能量為零，此時，風機儘管有轉速，但是輸出電能為零; 不具側偏技術的風力機組，對葉片損壞非常大; (2)失速型葉片——風輪轉速越快，風葉自身吸收的能量越少;

(3)控制技術——在風機吸收能量大於負載需要能量及蓄電池充滿時，自動將多餘能量泄荷，使得風機輸出的能量剛好滿足後級負載需求，並保護負載。

2.3 基站用風電系統 通信基站中設備工作電壓大部分為DC48V，少數DC24V，新能源接入基站供電系統的方法有兩種，需要更多的設備，浪費更多的效率，但是符合傳統的市電配置概念。

直接將新能源產生的電能輸出給負載使用，並將多餘能量存儲到基站中後備蓄電池中，屬於新能源直接使用。在川西三州新能源運用中，大都採用方法2，不僅新能源利用率提高，同時設備費用低，經濟效益比較好。 目前在川西三州典型的風電系統

老站改造 由於採用新能源通信基站地理位置的特殊性，要求風力發電機組的安裝塔架是便於運輸和安裝維護的。在川西三州新能源基站建設中，採用斜拉桿式塔架，不僅方便運輸，安裝時，僅依靠手扳葫蘆，兩個人工就可將塔架及風力機組安裝完成。