风力机的功率与风轮风速的关系

【专家解说】：小型风力发电机组的组成：小型风力发电机组一般由下列几部分组成：风轮、发电机、调速和调向机构、停车机构、塔架及拉索等,控制器、蓄电池、逆变器等.
①风轮：小型风力机的风轮大多用2－3个叶片组成,它是把风能转化为机械能的部件.目前风轮叶片的材质主要有两种.一种是玻璃钢材料,一般用玻璃丝布和调配好的环氧树脂在模型内手工糊制,在内腔填加一些填充材料,手工糊制适用于不同形状和变截面的叶片但手工制作费工费时,产品质量不易控制.国外小风机也采用机械化生产等截面叶片,大大提高了叶片生产的效率和产品质量.
②发电机：小型风力发电机一般采用的是永磁式交流发电机,由风轮驱动发电机产生的交流电经过整流后变成可以储存在蓄电池中的直流电.
③调向机构、调速机构和停车机构：为了从风中获取能量,风轮旋转面应垂直于风向,在小型风机中,这一功能靠风力机的尾翼作为调向机构来实现.同时随着风速的增加,要对风轮的转速有所限制,这是因为一方面过快的转速会对风轮和风力机的其他部件造成损坏,另一方面也需要把发电机的功率输出限定在一定范围内.由于小型风力机的结构比较简单,目前一般采用叶轮侧偏式调速方式,这种调速机构在风速风向变化转大时容易造成风轮和尾翼的摆动,从而引起风力机的振动.因此,在风速较大时,特别是蓄电池已经充满的情况,应人工控制风力机停机.在有的小型风力机中设计有手动刹车机构,另外在实践可采用侧偏停机方式,即在尾翼上固定一软绳,当需要停机时,拉动尾翼,使风轮侧向于风向,从而达到停车的目的.
④小型风力机的塔架一般由塔管和3－4根拉索组成,高度6－9米,也可根据当地实际情况灵活选取.
⑤蓄电池是发电系统中的一个非常重要的部件,多采用汽车用铅酸电瓶,近年来国内有些厂家也开发出了适用于风能太阳能应用的专用铅酸蓄电池.也有选用镉镍碱性蓄电池的,但价格较贵.
⑥控制器和逆变器：风力机控制器的功能是控制和显示风力机对蓄电池的充电,以保证蓄电池不至于过充和过放,以保证蓄电池的正常使用和整个系统的可靠工作.目前风力机控制器一般都附带一个耗能负载,它的作用是在蓄电池瓶已充满,外部负荷很小时来吸纳风力机发出的电能.
⑦逆变器：逆变器是把直流电（12V、24V、36V、48V）变成220V交流电的装置,因为目前市场上很多用电器是220V供电的,因此这一装置在很多应用场合是必须的