風(fēng)力發(fā)電技術(shù)ppt課件(已修改)
2025-03-06 00:00 本頁面
【正文】 新能源發(fā)電技術(shù) 宋長華 1 風(fēng)力發(fā)電技術(shù) 宋先 新能源發(fā)電技術(shù) 宋長華 2 11 風(fēng)與風(fēng)力資源 一、風(fēng)的產(chǎn)生與特性 ? 產(chǎn)生： 風(fēng)是地球外表大氣層由于太陽的熱輻射而引起的空氣流動(dòng)；大氣壓差是風(fēng)產(chǎn)生的根本原因。 ? 特性： 周期性 、 多樣性 、 復(fù)雜性 新能源發(fā)電技術(shù) 宋長華 3 二、風(fēng)的能量與測量 產(chǎn)生能量的基本要素： 風(fēng)具有一定的質(zhì)量和速度。 風(fēng)能的一些主要特性參數(shù)： 如風(fēng)能、風(fēng)能密度、風(fēng)速與風(fēng)級(jí)、風(fēng)向與風(fēng)頻以及風(fēng)的測量等。 1）風(fēng)能： 空氣運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)能稱為 “ 風(fēng)能 ” 。 2）風(fēng)能密度 ： 單位時(shí)間內(nèi)通過單位截面積的風(fēng)能。 3）風(fēng)速與風(fēng)級(jí)： 風(fēng)速就是空氣在單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離，國際上的單位是米／秒 (m/s)或千米／小時(shí) (km／ h)。 分 13級(jí) 4）風(fēng)向與風(fēng)頻： 通常把風(fēng)吹來的地平方向定為風(fēng)的方向，即 風(fēng)向 。 風(fēng)頻 是指風(fēng)向的頻率，即在一定時(shí)間內(nèi)某風(fēng)向出現(xiàn)的次數(shù)占各風(fēng)向出現(xiàn)總次數(shù)的百分比， 5）風(fēng)的測量： 風(fēng)的測量儀器主要有 風(fēng)向器 、 杯形風(fēng)速器 和三杯輕便風(fēng)向風(fēng)速表 等。 新能源發(fā)電技術(shù) 宋長華 4 三、風(fēng)力資源 ? 據(jù)理論計(jì)算，太陽輻射到地球的熱能中約有 2％被轉(zhuǎn)變成風(fēng)能，全球大氣中總的風(fēng)能量約為 10 14MW，其中蘊(yùn)藏的可被開發(fā)利用的風(fēng)能約有 10 9MW，這比世界上可利用的水能大 10倍。 （一）世界風(fēng)力資源分布 ? 根據(jù)世界能源理事會(huì)的有關(guān)資料，地球表面有 27％的地區(qū)年平均風(fēng)速高于 5m／ s(距地而 10m高 )。如將這些地方用作風(fēng)力發(fā)電場，則每 km2的風(fēng)力發(fā)電能力最大值可達(dá) 8Mw，總裝機(jī)容量可達(dá) 24x1013w。 ? 據(jù)分析，實(shí)際上陸地面積中風(fēng)力大于 5m／ s 的地區(qū)，其中僅 4％有可能安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。 新能源發(fā)電技術(shù) 宋長華 5 世界風(fēng)能資源評(píng)估 新能源發(fā)電技術(shù) 宋長華 6 (二 )中國風(fēng)力資源 ? 中國風(fēng)能資源十分豐富，全國風(fēng)能儲(chǔ)量約 3 10 9MW ，可開發(fā)利用的風(fēng)能資源總量達(dá) kw。 ? 在中國，風(fēng)能資源主要分布在新疆、內(nèi)蒙古等北部地區(qū)和東部至南部沿海地帶及島嶼。 風(fēng)能最佳區(qū)： (1)東南沿海、山東半島、遼東半島以及海上島嶼。 (2)內(nèi)蒙古、甘肅北部。 (3)黑龍江南部、吉林東部。 風(fēng)能較佳區(qū)： (1)西藏高原中北部。（ 2）三北北部。 (3)東南沿海 (離海岸線 20— 50kM) ? 風(fēng)能可利用區(qū)： (1)兩廣沿海。 (2)大小興安嶺山區(qū)。 3)東從遼河平原向西，過華北太平原經(jīng)西北到最西端，左側(cè)繞西藏高原邊緣部分，右側(cè)從華北向南面淮討、長江到南嶺。 新能源發(fā)電技術(shù) 宋長華 7 （三）風(fēng)能的利用 ? 按照不同的需要，風(fēng)能可以被轉(zhuǎn)化成其他不同形式的能量，如機(jī)械能、電能、熱能等，以實(shí)現(xiàn) 提水灌溉 、 發(fā)電 、供熱、風(fēng)帆助航等 功能。 21世紀(jì)風(fēng)能利用的主要領(lǐng)域是 風(fēng)力發(fā)電 。 新能源發(fā)電技術(shù) 宋長華 8 12 風(fēng)力發(fā)電設(shè)備 一、組成： 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括兩大部分； ? 一部分是 風(fēng)力機(jī) ，由它將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能； ? 另一部分是 發(fā)電機(jī) ，由它將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。 二、分類： 1） 根據(jù)它收集風(fēng)能的結(jié)構(gòu)形式及在空間的布置，可分為水平軸式或垂直軸式。 2） 從塔架位置上，分為上風(fēng)式和下風(fēng)式； 3） 還可以按槳葉數(shù)量，分為單葉片、雙葉片、三葉片、四葉片和多葉片式。 4） 從槳葉和形式上分，有螺旋槳式、 H型、 S型等； 5） 按槳葉的工作原理分，則有升力型和阻力型的區(qū)別。 6）以風(fēng)力機(jī)的容量分，則有微型 (1kW以下 )、 小型 (1— 10kW)、中型 (10— 100kW)和大型 (100kw以上 )機(jī)。 新能源發(fā)電技術(shù) 宋長華 9 水平軸力風(fēng)機(jī) 特點(diǎn)： 風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪軸與地面呈水平狀態(tài)，稱水平軸風(fēng)力機(jī)。 組成： 它一般內(nèi) 風(fēng)輪增速器 、 調(diào)速器 、 調(diào)向裝置 、發(fā)電機(jī)和 塔架 等部件組成，大中型風(fēng)力機(jī)還有 自動(dòng)控制系統(tǒng) 。 圖 應(yīng)用： 這種風(fēng)力機(jī)的功率從幾十千瓦到數(shù)兆瓦，是日前最具有災(zāi)際開發(fā)價(jià)值的風(fēng)力機(jī)： ? 類型：有 傳統(tǒng)風(fēng)車 、 低速風(fēng)力機(jī) 及 高速風(fēng)力機(jī) 等 3大類型。 新能源發(fā)電技術(shù) 宋長華 10 風(fēng)力機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù) ① 風(fēng)輪直徑，通常風(fēng)力機(jī)的功率越大，直徑越大； ② 葉片數(shù)目，高速發(fā)電用風(fēng)力機(jī)為 2— 4片，低速風(fēng)力機(jī)大干 4片； ③ 葉片材料，現(xiàn)代常采用高強(qiáng)度低密度的復(fù)合材料； ④ 風(fēng)能利用系數(shù)，一般為 — ； ⑤ 啟動(dòng)風(fēng)速，一般為 3— 5m/s。 ⑥ 停機(jī)風(fēng)速，通常為 15— 35m／ s。 ⑦ 輸出功率，現(xiàn)代風(fēng)力機(jī)一般為幾百干瓦 — 幾兆瓦； ⑧ 發(fā)電機(jī)，分為直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)； ⑨ 另外還有塔架高度等等。 新能源發(fā)電技術(shù) 宋長華 11 水平軸力風(fēng)機(jī)圖 新能源發(fā)電技術(shù) 宋長華 12 垂直軸風(fēng)力機(jī) 特點(diǎn)： 凡風(fēng)輪轉(zhuǎn)軸與地面呈垂直狀態(tài)的風(fēng)力機(jī)叫垂直抽風(fēng)力機(jī)。 形式有： 如 s型、 H型、 Ф型 等。 應(yīng)用： 雖然目前垂直軸風(fēng)力機(jī)尚未大量商品化，但是它有許多特點(diǎn)，如不需大型塔架、發(fā)電機(jī)可安裝在地面上、維修方便及葉片
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