风力涡轮机发电是利用风让叶片旋转来发电的,那么是什么能量转化为电能呢
风力涡轮机发电是利用风让叶片旋转来发电的,那么是什么能量转化为电能呢?:风电机组从来流中吸收的能量来自风的动能。
首先风的本质是大气在水平方向的运动,所谓的风的质量准确的说应该是单位时间内流经某一截面的空气的质量。
虽然空气密度较低,但在这里不应该忽略风的质量。单位时间内流经风轮扫掠面积上的空气的质量为 /rho A_D U ,其中 A_D 为风轮扫掠面积, U 为来流风速, /rho 为空气密度。
单位时间内流过风轮的风的动能为 /frac{1}{2} /rho A_D U /cdot U^2 = /frac{1}{2} /rho A_D U^3
风轮无法100%吸收来流的能量,风轮从风的动能中吸收能量的比例叫作风能利用系数,用 C_P 表示,也就是风轮的效率。
因此,单位时间内风轮吸收的能量也就是风轮的机械功率可以写成P=/frac{1}{2} /rho C_P A_D U^3
从能量转化的角度,风的动能首先转化成了风轮的机械能,然后风轮经过传动系统带动发电机,把风轮的机械能转化成电能。