風力發電技術的發展及發電機組齒輪箱的研究
水利電力
作者：趙文
摘要：社會經濟發展過程中不能僅僅依靠現有能源，我們要在保護環境的基礎上多開發新的可再生能源，支持經濟的飛速發展。風能，作為可再生、無汙染的新型能源就吸引了全世界的關注。對此，文章就風力發電技術的發展及發電機組齒輪箱進行簡單的分析與研究，並提出了一些可供參考的意見與措施。
關鍵詞：風力發電；技術發展；發電機齒輪箱；故障處理
中圖分類號：TM315 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）20-0134-02
1 風力發電技術的現狀
為了減少環境汙染、節約資源，世界各國都卯足勁朝著新的能源發展。風能作為新能源之一，無汙染、可再生，其利用率也非常高。中國的風能非常豐富，作為利用風能發電的國家之一，開始的原因是因為全世界大範圍地爆發石油危機。石油缺乏使得世界各國都意識到了不可再生能源可利用率的減少，也真正開始轉變思想朝著可再生、可循環使用的“綠色能源”，“綠色能源”包括很多，例如太陽能、水能、風能等等，利用這些新能源給環境帶來的汙染非常少，甚至沒有。而在這些新能源裏，風能的利用率非常高，而利用風力發電是最直接的方法之一。風力發電技術的發展，極大程度加快了經濟建設與環境保護的腳步，因而這一重要技術絕對不能忽視。
利用風能發電這一過程，有非常大的優勢所在，如能源利用率高，成本低；可再生資源，無汙染；發展機會大，前景廣等。如何更好地利用風力發電的關注度也非常高，其優勢顯而易見。首先，利用風力發電，能源可以說是取之不盡、用之不竭的。相較於之前的發電方法，其最顯著的特征就是成本較低，並且建造風力發電廠的費用也比較低。而利用傳統的發電方式，購買各種原材料的成本將是一筆龐大的開支。而將風能利用起來，就可以很好地節約資本。再者，風力發電屬於可再生能源的利用，風力又是一種蘊藏極其豐富、潔淨的天然能源。風力發電技術隻需大量技術設備支持，但是除卻設備的常規保養之外，基本不存在其他任何資源消耗。而且，風能在整個使用過程中不會帶來環境汙染問題，完全擯棄了傳統利用煤、石油等其他不可再生能源或者核電站來發電的方式，減少了很多有害氣體的排放，給環境保護工作減少了很多不必要的壓力。
要想風力發電技術日趨成熟，國家政府的大力支持必不可少。在《電力法》中已經明確提出了國家對風力發電的大力支持，並且讚成開發清潔、可再生能源。同時，在技術上也得到政府的支持，大型風力發電機組的改革與創新已經被加入了技改項目之列。一係列的政府支持都可以看出我國的風力發電早已提上日程，並且發展的前景非常廣闊。
2 風力發電機組齒輪箱研究現狀
風力發電技術的興起始於20世紀80年代，並且受到世界各國的重視。風力發電機組的重要零部件之一，風力發電機組齒輪箱是必不可少的一部分，諸多行業都表現出對此濃厚的興趣，關注度頗高。而發電機組齒輪的工作原理是由風力產生作用力，並傳遞給最終發電機，使之高速運轉，產生電能。各行各業對發電機的高度關注是合乎情理的，要想保護環境、利用新能源就必須更好地利用此技術，找到其核心實質意義。雖然部分國家對齒輪箱的研究設計技術已經日趨成熟，但是齒輪箱的故障也是令人頭疼的一個問題。導致風力發電機發生故障的最主要原因就是齒輪箱故障。其故障比例占總故障的20%左右。而我國的大型風力發電機設備大多靠國外成熟技術的支持，本國的技術設計水平普遍不成熟，因而改善並研究高效率、高質量的發電機組齒輪箱就顯得尤為重要。
3 發電機組齒輪箱結構及故障處理
3.1 發電機組齒輪箱結構
現有的風力發電機組大致有兩種，一種是無齒輪箱驅動的直聯式，另一種是齒輪箱驅動式。目前，國際上廣泛使用的主要是齒輪箱驅動式，齒輪箱驅動式在成本上尤其存在著優勢。齒輪箱的運作主要是依靠發電機組的結構隨著環境的隨時改變而改變的。齒輪箱分布於葉輪與發電機的中間，葉輪受到風力的作用，將旋轉產生的作用力傳遞給發動機，進而發電，同時也可以將葉輪較低的轉速轉變為發電機所需的足夠轉速。風輪的轉速沒有想象中那麼快，遠遠不夠發電機發電所需要的最低轉速，因此必須通過發電機組齒輪箱的齒輪副的增速作用來提高轉速，故而齒輪箱也通常被稱之為增速箱。與此同時，自然條件的變化也會影響風力發電的效果，氣象隨時都會出現狀況，進而帶動整個風力發電機組出現故障。由此可見，研究風力發電機組齒輪箱的作用對風力發電的前景有著極為重要的作用。