摘要：风能作为能量密度小且不稳定的能源，在如今自然环境越来越差的情况下逐渐得到人们的青睐。使用风能最多的方法是风能发电。风力发电具有间歇性与波动性，这种特点对使用风力发电来说的电网是一个缺点。风力发电是风力发电机将风能变成机械能，最后变成电能，形成了电。但这种能量转换的效率不高，所以应当加大能量转换的效率，增加风能的可利用率，减小转化成本。在世界可利用资源日益减少的今天，必须节约使用资源，开发无污染、可以重复使用的资源。

关键词：风力发电；能源；能量转换

风能在几千年前就开始被人类所使用，从灌溉农田到转动磨坊再到如今的发电，因为清洁且可再生一直被人们青睐。在被環境污染严重的今天，风能因其随时取、用不完、分布广、环保等特点，成为人们的重点研究能源。风能的大小随时间、空间的变化而变化，虽然蕴含着极大的能量，但人们可利用的部分却非常少。开发风能利用新方法，增加可利用能源部分，提高转换效率，减小转换成本，可以更少地使用能源和减轻使用能源给环境带来的危害。

一、风力发电机

1、组成

风轮、塔架、机舱、基础共同组成了风力发电机。风力发电机的主要部分是风轮，机舱包括底盘、机舱罩（装有风向与风速传感器）和整流罩，底盘包括偏航系统、变桨距系统、机组发电系统。舱壁连接塔架，塔架支持安放在基础上的机舱。

2、工作原理

风车上的叶片随风的吹动而转动，提高转速，使发电机开始发电，这些就是风力发电机的工作原理。风力发电机在被使用时会使人们认为发电机随着功率的变小而不好，这种看法其实是不对的。风力发电机只是一个为电瓶充电的设备，功率取决于电瓶。不同功率的电力发电机适用于不同的地区，比如山区的路灯、小的村庄适用小点的电力发电机等。

3、种类

风力发电机的主要种类有三种，包括变速的风力发电机和恒速的风力发电机还有有限变速的风力发电机。恒速风力发电机是利用笼型异步发电机来实现发电。笼型异步发电机构成简易、成本小、极为可靠，所以非常适用于风力发电。有限变速的风力发电机利用绕线的异步发电机来实现发电。绕线式异步发电机的优点在于能够改变转差率，提高输出功率，提升性能。变速风力发电机是有电励的磁同步发电机和永磁的同步发电机两种。

二、风力发电的能量转换

1、风力发电的利用方法及缺点

风能通过风力发电机转化成电能，然后进行发电，这就是风力发电的过程。因为使用的地方不同，所以风力发电机有离网类型和并网类型两种风力发电机。离网类型的风力发电机别名为独自运行风力机，功率小，适用于没有电网的一些地区。并网类型的风力发电机功率大，适用于大规模利用风能的一些地区。在研究风力发电的应用时，普通风力发电机是利用叶片随风而转动，把风能转变成机械能，使得发电机开始正常发电，完成机械能转化成电能的工作。但缺点是发电与用电没有同时进行，可以利用储能设备将电能转化为其他形式的能量，但是第二次使用时必须再转化为电能，又额外增添两个能量转换过程。

2、压缩空气储能

因为风能的能量密度极小、不安全，所以风能转化的电能的能量也不安全，需要先利用特殊的设备加工获得的风才可以获得安全的电。将压缩空气当成储藏能量的东西，风能转化在压缩的空气里面，从而控制压缩空气的散发时间和散发的速度，就可以获得稳稳的电，同时可以消除风能的能量不稳问题，提升能量转换的效率，消除发电与用电不同时候的毛病。

3、大规模电池储能系统PCS

由于电池技术不断发展，只拥有DC/AC环节的变流器拓扑结构和拥有Z源网络与DC/AC的变流器拓扑结构具有零件容易被掌控、数量少、能量转换效率高、波形输出质量高等特点，所以它们在未来将会更加地受到人们的青睐，在更多的领域得到应用。LCL型变流器有着可以有效地阻止高次谐波、更好地减小电感的数值、降低PCS的成本、提升PCS的动态性能等优点，将会作为PCS滤波器的主要部分。

三、结束语

综上所述，风能是一种太阳能，也是一种可再生、无污染能源。因为有着太阳光的存在，风能才会可以无限利用且环保。由于制作的成本不断降低和风力发电机技术的持续发展，风能的使用前景非常广泛。因为我国过去对于风能的关注较少加上专业的人才缺失，所以风力发电机组研发的实力不强，风能的转换效率也低。在环境污染极为严重的今天，风能的优势在于清洁、无污染、可再生，所以其极大可能会成为世界的第三大能源。我国应加大风能的使用率，提高能量转换效率，节约资源。

参考文献：

[1]黎发贵，郭太英.风力发电在中国电力可持续发展中的作用[J].贵州水利水电.2016（2）：16.

[2]唐晓军.压缩空气储能技术现状[J].能源研究与利用.2016，（4）：25-27

[3]李战鹰，胡玉峰，吴俊阳.大容量电池储能系统PCS拓扑结构研究[J].南方电网技术，2015，4（5）：39-42.

作者简介：王畇竹（2001.07.11）女，籍贯：吉林省松原市，单位：吉林省松原市吉林油田高级中学，研究方向：物理学。endprint