風(fēng)力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行;我國也在西部地區(qū)大力提倡。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高,但它不是只由一個發(fā)電機頭組成的,而是一個有一定科技含量的小系統(tǒng):風(fēng)力發(fā)電機+充電器+數(shù)字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機由機頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要,各部分功能為:葉片用來接受風(fēng)力并通過機頭轉(zhuǎn)為電能;尾翼使葉片始終對著來風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能;轉(zhuǎn)體能使機頭靈活地轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能;機頭的轉(zhuǎn)子是永磁體,定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。
風(fēng)力發(fā)電機因風(fēng)量不穩(wěn)定,故其輸出的是13~25V變化的交流電,須經(jīng)充電器整流,再對蓄電瓶充電,使風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護電路的逆變電源,把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220V市電,才能保證穩(wěn)定使用。
通常人們認(rèn)為,風(fēng)力發(fā)電的功率完全由風(fēng)力發(fā)電機的功率決定,總想選購大一點的風(fēng)力發(fā)電機,而這是不正確的。目前的風(fēng)力發(fā)電機只是給電瓶充電,而由電瓶把電能貯存起來,人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關(guān)系。功率的大小更主要取決于風(fēng)量的大小,而不僅是機頭功率的大小。在內(nèi)地,小的風(fēng)力發(fā)電機會比大的更合適。因為它更容易被小風(fēng)量帶動而發(fā)電,持續(xù)不斷的小風(fēng),會比一時狂風(fēng)更能供給較大的能量。當(dāng)無風(fēng)時人們還可以正常使用風(fēng)力帶來的電能,也就是說一臺200W風(fēng)力發(fā)電機也可以通過大電瓶與逆變器的配合使用,獲得500W甚1000W乃至更大的功率輸出。
使用風(fēng)力發(fā)電機,就是源源不斷地把風(fēng)能變成我們家庭使用的標(biāo)準(zhǔn)市電,其節(jié)約的程度是明顯的,一個家庭一年的用電只需20元電瓶液的代價。而現(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電機比幾年前的性能有很大改進(jìn),以前只是在少數(shù)邊遠(yuǎn)地區(qū)使用,風(fēng)力發(fā)電機接一個15W的燈泡直接用電,一明一暗并會經(jīng)常損壞燈泡。而現(xiàn)在由于技術(shù)進(jìn)步,采用先進(jìn)的充電器、逆變器,風(fēng)力發(fā)電成為有一定科技含量的小系統(tǒng),并能在一定條件下代替正常的市電。山區(qū)可以借此系統(tǒng)做一個常年不花錢的路燈;高速公路可用它做夜晚的路標(biāo)燈;山區(qū)的孩子可以在日光燈下晚自習(xí);城市小高層樓頂也可用風(fēng)力電機,這不但節(jié)約而且是真正綠色電源。家庭用風(fēng)力發(fā)電機,不但可以防止停電,而且還能增加生活情趣。在旅游景區(qū)、邊防、學(xué)校、部隊乃至落后的山區(qū),風(fēng)力發(fā)電機正在成為人們的采購熱點。無線電愛好者可用自己的技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電方面為山區(qū)人民服務(wù),使人們看電視及照明用電與城市同步,也能使自己勞動致富。
太陽能
太陽直接提供了能源給人類已經(jīng)很久了,但使用機械來將太陽能轉(zhuǎn)成其他能量形式還是近代的事。
太陽能(Solar)一般指太陽光的輻射能量。在太陽內(nèi)部進(jìn)行的由“氫”聚變成“氦”的原子核反應(yīng),不停地釋放出巨大的能量,并不斷向宇宙空間輻射能量,這種能量就是太陽能。太陽內(nèi)部的這種核聚變反應(yīng),可以維持幾十億至上百億年的時間。太陽向宇宙空間發(fā)射的輻射功率為3.8x10^23kW的輻射值,其中20億分之一到達(dá)地球大氣層。到達(dá)地球大氣層的太陽能,30%被大氣層反射,23%被大氣層吸收,其余的到達(dá)地球表面,其功率為800000億kW,也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于燃燒500萬噸煤釋放的熱量。平均在大氣外每平米面積每分鐘接受的能量大約1367w。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風(fēng)能,化學(xué)能,水的勢能等等。狹義的太陽能則限于太陽輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。
人類對太陽能的利用有著悠久的歷史。我國早在兩千多年前的戰(zhàn)國時期,就知道利用鋼制四面鏡聚焦太陽光來點火;利用太陽能來干燥農(nóng)副產(chǎn)品。發(fā)展到現(xiàn)代,太陽能的利用已日益廣泛,它包括太陽能的光熱利用,太陽能的光電利用和太陽能的光化學(xué)利用等。太陽能的利用有光化學(xué)反應(yīng),被動式利用(光熱轉(zhuǎn)換)和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽能發(fā)電一種新興的可再生能源利用方式。
使用太陽電池,通過光電轉(zhuǎn)換把太陽光中包含的能量轉(zhuǎn)化為電能,使用太陽能熱水器,利用太陽光的熱量加熱水,并利用熱水發(fā)電,利用太陽能進(jìn)行海水淡化?,F(xiàn)在,太陽能的利用還不很普及,利用太陽能發(fā)電還存在成本高、轉(zhuǎn)換效率低的問題,但是太陽電池在為人造衛(wèi)星提供能源方面得到了應(yīng)用。