風(fēng)力發(fā)電機(jī)有哪些類型？如何分類？

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)換為電能的系統(tǒng)。它主要由風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、調(diào)向器(尾翼)、塔架、限速安全機(jī)構(gòu)和儲能裝置等構(gòu)件組成。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，對于實(shí)現(xiàn)能源多元化和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理比較簡單，風(fēng)輪在風(fēng)力的作用下旋轉(zhuǎn)，把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪軸的機(jī)械能，發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪軸的帶動下旋轉(zhuǎn)發(fā)電。廣義地說，風(fēng)能也是太陽能，所以也可以說風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)電機(jī)。

首先，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的風(fēng)輪是通過捕獲風(fēng)能并將其轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。風(fēng)輪葉片在風(fēng)的吹拂下旋轉(zhuǎn)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)的動能。這個(gè)過程是在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)械部分完成的。

然后，這個(gè)機(jī)械能被傳遞到發(fā)電機(jī)部分，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。發(fā)電機(jī)的主要部件是轉(zhuǎn)子和定子，轉(zhuǎn)子由風(fēng)輪驅(qū)動，定子則產(chǎn)生電流。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁場與定子中的線圈相互作用，產(chǎn)生電流，即電能。這個(gè)過程是由發(fā)電機(jī)完成的，產(chǎn)生的電能通過變壓器升壓后，可以輸送到電網(wǎng)供人們使用。

傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組如您所說，通過主軸、齒輪箱、彈性聯(lián)軸節(jié)和制動器等傳動裝置，將風(fēng)輪的較低轉(zhuǎn)速增加到發(fā)電機(jī)需要的轉(zhuǎn)速。這種傳動方式在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域被廣泛使用，但近年來也出現(xiàn)了一些新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)，如直驅(qū)式和半直驅(qū)式等，這些結(jié)構(gòu)中省去了增速齒輪箱，直接由風(fēng)輪驅(qū)動發(fā)電機(jī)，進(jìn)一步提高了能量轉(zhuǎn)換效率。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)根據(jù)不同的分類方式有不同的類型。比如，根據(jù)風(fēng)輪軸與地面的相對位置，可以分為水平軸式風(fēng)力機(jī)和垂直軸(立軸)式風(fēng)力機(jī);根據(jù)葉片工作原理，可以分為升力型風(fēng)力機(jī)和阻力型風(fēng)力機(jī);根據(jù)風(fēng)力機(jī)的用途，可以分為風(fēng)力發(fā)電機(jī)、風(fēng)力提水機(jī)、風(fēng)力鍘草機(jī)、風(fēng)力脫谷機(jī)等;根據(jù)風(fēng)輪葉片的葉尖線速度與吹來的風(fēng)速之比的大小，可以分為高速風(fēng)力機(jī)(比值大于3)和低速風(fēng)力機(jī)(比值小于3)，以及中速風(fēng)力機(jī)(比值2～5);根據(jù)風(fēng)機(jī)容量大小，通常將國際上的風(fēng)力機(jī)組分為小型(100KW以下)、中型(100～1000KW)和大型(100KW以上)3種，我國則分成微型(1KW以下)、小型(1～10KW)、中型(10～100KW)和大型(100KW以上)4種;根據(jù)風(fēng)輪的葉片數(shù)量，可以分為單葉片、雙葉片、三葉片、四葉片及多葉片式風(fēng)力機(jī);根據(jù)運(yùn)行方式，可以分為離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)和并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

風(fēng)力發(fā)電根據(jù)地理位置的不同，可以分為陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電。陸上風(fēng)電是指在陸地上的風(fēng)力發(fā)電，通常建設(shè)在風(fēng)能資源豐富、風(fēng)向穩(wěn)定、交通方便的地區(qū)。在陸上風(fēng)電場中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通常安裝在山頂、草原、沙漠等地方，利用自然風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電。

海上風(fēng)電則是指在海洋上的風(fēng)力發(fā)電，通常建設(shè)在海岸線附近的海域中。與陸上風(fēng)電相比，海上風(fēng)電具有更為豐富的風(fēng)能資源，風(fēng)向穩(wěn)定，受地形和建筑物的影響較小，因此具有更高的發(fā)電效率和更大的開發(fā)潛力。在中國的黃巖布袋山、臨海括蒼山、溫嶺東海塘等地區(qū)，已經(jīng)建設(shè)了大量的陸上風(fēng)電場，利用當(dāng)?shù)刎S富的風(fēng)能資源進(jìn)行發(fā)電。而在椒江大陳島風(fēng)電場和玉環(huán)科嘯風(fēng)電場等地區(qū)，則建設(shè)了海上風(fēng)電場，利用海洋上的風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電。

兩者在建設(shè)成本上有很大差異。一般來說海上風(fēng)電場是陸上風(fēng)電場建設(shè)成本的兩倍，運(yùn)維費(fèi)用是陸上風(fēng)電場的2-4倍。這主要是由于海上施工條件差，施工難度高，再加上海上風(fēng)電遠(yuǎn)離岸邊，臺風(fēng)、風(fēng)暴潮等不利海況也會對風(fēng)電運(yùn)維造成較大影響。