中國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)-文庫(kù)吧
2025-06-07 05:59 本頁(yè)面
【正文】 整個(gè)風(fēng)輪掃掠面上是均勻的[2]。將(4)式除以氣流通過(guò)掃掠面A時(shí)風(fēng)所具有的動(dòng)能，可推得風(fēng)力機(jī)的理論最大效率 （5）(5)式即為有名的貝茲（Betz）理論的極限值。它說(shuō)明，風(fēng)力機(jī)從自然風(fēng)中所能索取的能量是有限的，其功率損失部分可以解釋為留在尾流中的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。能量的轉(zhuǎn)換將導(dǎo)致功率的下降，它隨所采用的風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)的型式而異，因此，風(fēng)力機(jī)的實(shí)際風(fēng)能利用系數(shù)Cp[3]。 溫度、大氣壓力和空氣密度通過(guò)溫度計(jì)和氣壓計(jì)測(cè)試出實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的環(huán)境溫度和大氣壓，由下式計(jì)算出空氣密度。 （6）式中：ρ—空氣密度，kg/m3；h—當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，Pa；t—溫度，℃。從空氣密度公式可以看出，空氣密度的大小與大氣壓力、溫度有關(guān)。 風(fēng)力機(jī)的主要組成1) 小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)小型水平軸風(fēng)力機(jī)主要組成部分有：風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、塔架、調(diào)向機(jī)構(gòu)、蓄能系統(tǒng)、逆變器等。（1）風(fēng)輪 風(fēng)輪是風(fēng)力機(jī)從風(fēng)中吸收能量的部件，其作用是把空氣流動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪是由1~3個(gè)葉片組成的。葉片的結(jié)構(gòu)形式多樣，材料因風(fēng)力機(jī)型號(hào)和功率大小而定，如木心外蒙玻璃鋼葉片、玻璃纖維增強(qiáng)塑料樹(shù)脂葉片等。（2）發(fā)電機(jī)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，已采用的發(fā)電機(jī)有3種，即直流發(fā)電機(jī)、同步交流發(fā)電機(jī)和異步交流發(fā)電機(jī)。小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)多采用同步或異步交流發(fā)電機(jī)，發(fā)出的交流電通過(guò)整流裝置轉(zhuǎn)換成直流電。（3）塔架塔架用于支撐 發(fā)電機(jī)和調(diào)向機(jī)構(gòu)等。因風(fēng)速隨離地面的高度增加而增加，塔架越高，風(fēng)輪單位面積捕捉的風(fēng)能越多，但造價(jià)、安裝費(fèi)等也隨之加大。（4）調(diào)向機(jī)構(gòu)垂直軸風(fēng)力機(jī)可接受任何方向吹來(lái)的風(fēng)，因此不需要調(diào)向機(jī)構(gòu)。對(duì)于水平軸風(fēng)力機(jī)，為了得到最高的風(fēng)能利用效率，應(yīng)用風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)面經(jīng)常對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向，需要對(duì)風(fēng)裝置。常用的調(diào)向機(jī)構(gòu)主要有尾舵、舵輪、電動(dòng)對(duì)風(fēng)裝置。（5）限速機(jī)構(gòu)當(dāng)風(fēng)速高于風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)風(fēng)速時(shí)，為了防止葉片損壞，需要對(duì)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。（6）貯能裝置貯能裝置對(duì)獨(dú)立運(yùn)行的小型風(fēng)力機(jī)是十分重要的。其貯能方式有熱能貯能、化學(xué)能貯存。（7）逆變器用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，以滿(mǎn)足交流電氣設(shè)備用電的要求。2) 大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由兩大部分組成：氣動(dòng)機(jī)械部分和電氣部分。氣動(dòng)機(jī)械部分包括風(fēng)輪、低速軸、增速齒輪箱、高速軸，其功能是驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。電氣部分包括異步發(fā)電機(jī)、電力電子變頻器、變壓器和電網(wǎng)，其功能是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為頻率恒定的電能。近年來(lái)，又研制成功了直驅(qū)式變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（無(wú)增速齒輪箱）。3 風(fēng)力機(jī)與風(fēng)力發(fā)電技術(shù) 風(fēng)力機(jī)與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展史風(fēng)能，是人類(lèi)最早使用的能源之一。遠(yuǎn)在公元前2000年，埃及、波斯等國(guó)已出現(xiàn)帆船和風(fēng)磨，中世紀(jì)荷蘭與美國(guó)已有用于排灌的水平軸風(fēng)車(chē)。我國(guó)是世界上最早利用風(fēng)能的國(guó)家之一，早在距今1800年前，我國(guó)就有風(fēng)力提水的記載。1890年丹麥的P拉庫(kù)爾研制成功了風(fēng)
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