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风能、生物质能简介化工1303班 强凡琦风能 风能(wind energy)是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量，属于可再生能源。空气流具有的动能称风能。空气流速越高，动能越大。风能特点： 风能量是丰富、近乎无尽、广泛分布、干净与缓和温室效应。 存在地球表面一定范围内。经过长期测量，调查与统计得出的平均风能密度的概况称该范围内能利用的依据，通常以能密度线标示在地图上。风能来源 风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。风能就是空气的动能，风能的大小决定于风速和空气的密度。全球的风能约为2.74X109MW，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。空气流动所形成的动能及为风能。风能是太阳能的一种转化形式。太阳的辐射造成地球表面受热不均，引起大气层中压力分布不均，空气沿水平方向运动形风。风的形成乃是空气流动的结果。利用形式： 风能利用形式主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他形式的能量。风就是水平运动的空气，空气产生运动，主要是由于地球上各纬度所接受的太阳辐射强度不同而形成的。在赤道和低纬度地区，太阳高度角大，日照时间长，太阳辐射强度强，地面和大气接受的热量多、温度较高；在高纬度地区太阳高度角小，日照时间短，地面和大气接受的热量小，温度低。这种高纬度与低纬度之间的温度差异，形成了中国南北之间的气压梯度，使空气作水平运动。一、风力发电 海上有丰富的风能资源，随着海上风电场技术的发展成熟，经济上可行，将来必然会成为重要的可持续能源。海上风电场工作原理 风力涡轮机是用2－3片安装在转轴上的刀形螺旋桨叶片，通过风力驱动来发电的。涡轮机通常被安装在塔的顶部，从而有利捕获30米高处强风或更多地捕捉地表风。 刀形叶片的作用相当于飞机的机翼，当风吹过时，在叶片的顺风侧形成一股低压空气，低压空气推动叶片，带动了转子的运转，在这种情况下的力称之为升力。这种上升的力比面向叶片的力要大得多，面向叶片的力称作拉力。在升力和拉力的合力作用下，叶片象螺旋桨一样旋转起来，并带动发电机发电。风力涡轮机最普遍的形状像螺旋桨一样有2—3片叶片 二、风力泵水 风力泵水自古至今一直得到较普遍的应用。至20世纪下半时，为解决农村、牧场的生活、灌溉和牲畜用水以及为了节约能源，风力泵水机有了很大的发展。现代风力泵水机根据用途可以分为两类。一类是高扬程小流量的风力泵水机，它与活塞相配提取深井地下水，主要用于草原、牧区，为人畜提供饮用水。另一类是低扬程大流量的风力泵水机，它与螺旋泵相配，提取河水、湖水或海水，主要用于农田灌溉、水产养殖。 工作原理为风轮式摇臂连杆传动机构、活塞式水泵。设备性能属低转速、大扭距、高提升力风机。即适合于深井小流量高扬程提水，也适用于浅井大流量提水。三、风力致热 风力致热主要是机械变热。 风力致热有四种：液体搅拌致热、固体摩擦致热、挤压液体致热和涡电流法致热等。 目前，风力致热进入实用阶段，主要用于浴室、住房、花房、家禽、牲畜包头房等的供热采暖。一般风力致热效率可达40%，而风力提水和发电的效率只有15%－30%。1、 液体搅拌致热在风务机的转轴上联接一搅拌转了，转子上装有叶片，将搅拌转子置于装满液体的搅拌罐内，罐的内壁为珲子，也装有叶片，当转子带动叶片放置时，液体就在定子叶片之间作涡流运行，并不断撞击叶片，如此慢慢使液体变热，就能得到所需要的热能。这种方法可以在任何风速下运行，比较安全方便，磨损小。2、 固体摩擦致热风力机的风轮雷动，在转运轴上安装一组制动元件，利用离心力的原理，使制动元件与固体表面发生摩擦。用摩擦产生的去加热油，然后用水套将热传出，即得到所需的热。这种方法比较简便，但是着急在于制动元件的材质，要选择合适的耐摩材料。国内试验，采用普通汽车的刹车片做制动元件，大约运转300小时就要更换，磨损太快。 3、 挤压液体致热这种方法要利用液压泵和阻尼孔来进行致热，当风力机带动液压泵工作时，将液体工质（通常为油料）加压，使机械能产生液压作用，多面手让被加压的工质从狭小的阻尼孔高速喷出，使其迅速射在阻尼孔后尾流管中的液体上，于是发生液体分子间的高速冲击和摩擦，这就使液体发热。这种方法也没有部件磨损，比较可靠。4、 涡电流法致热靠风力机转轴驱动一个转子，在转子外缘与定子之间装上磁化线圈，当微弱电流通过磁化线圈时，便产生磁力线。这时转子放置，则切割磁力线，在物理学上，磁力线被切割进，即产生涡电流，并在定子和转子之间生成热。这就是涡电流致热。为了保持磁化线圈不被坏，可在定子外套加一环形冷却水套，不断把热带走，于是人们就能得到所需要的热水，这种致热过程主要是机械转运，磁化线圈所消耗的电量很