槳葉可變風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 風(fēng)速V4區(qū)：拓展模式使槳葉回縮至最短限制載荷3區(qū)：回縮槳葉抑制輸出功率使其保持穩(wěn)定2區(qū)：過渡區(qū)繼續(xù)伸長(zhǎng)槳葉高效率平滑過渡1區(qū)：伸長(zhǎng)槳葉獲取大的功率功率P該圖被分為兩個(gè)部分四個(gè)區(qū)域。由圖可見，葉尖速比越高，弦長(zhǎng)t越小，迎風(fēng)角α也越小。風(fēng)機(jī)葉輪的設(shè)計(jì)應(yīng)保證槳葉作用的圓面上每一個(gè)環(huán)單元所吸收的風(fēng)功率都達(dá)到最大，即 由Z個(gè)合理設(shè)計(jì)的槳葉來(lái)提取這個(gè)功率，并轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率，得 式中，Z———葉片數(shù)目； ———?dú)鈩?dòng)力切向分量； ———葉片切向速度。在此，風(fēng)輪面的風(fēng)速為，遠(yuǎn)離其后的風(fēng)速為。因此在和之間，必然存在一個(gè)使功率達(dá)到最大值的最佳流出速度。 （3）由于壓力變化甚微，可假設(shè)密度為常數(shù)。風(fēng)速自高向低變化時(shí)，葉片也會(huì)做相應(yīng)調(diào)整。長(zhǎng)度超過80m的葉片已經(jīng)成功運(yùn)行，葉片的長(zhǎng)度每增加1m，風(fēng)力機(jī)可捕捉的風(fēng)能就會(huì)顯著增加。例如迎風(fēng)變槳控制方式（使氣流攻角減?。┰趶?qiáng)風(fēng)時(shí)，變槳角度相對(duì)較大；而順風(fēng)變槳即主動(dòng)失速（使氣流攻角增大）變槳時(shí)使氣流產(chǎn)生分離，升力減小，阻力急劇增大，從而導(dǎo)致風(fēng)力機(jī)功率減小。由于風(fēng)速、風(fēng)向隨機(jī)變化，引起葉片攻角不斷變化，導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組的效率和功率的波動(dòng)，并使傳動(dòng)力矩產(chǎn)生振蕩，影響電能質(zhì)量和電網(wǎng)穩(wěn)定性。如果風(fēng)力資源開發(fā)率可達(dá)到60%，僅風(fēng)電一項(xiàng)就可支撐我國(guó)目前的全部電力需求。例如，歐美都公布了2030 年風(fēng)電滿足20%甚至更多電力需求的宏大目標(biāo)，這也為全球風(fēng)電的長(zhǎng)期發(fā)展定下了基調(diào)。 根據(jù)世界風(fēng)能協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，2012 年全世界風(fēng)電裝機(jī)容量新增約2726 萬(wàn)kW，增長(zhǎng)率約為29%。20世紀(jì)末，世界每年風(fēng)電裝機(jī)容量已近20%的增長(zhǎng)速度發(fā)展，風(fēng)電成為世界諸能源中發(fā)展最快的能源。提水、碾米、磨面及船的助航都有風(fēng)能利用的記載。早在公元前200年，人類就開始利用風(fēng)能了?，F(xiàn)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造成本不斷下降，已接近水力發(fā)電機(jī)的水平，制造及使用技術(shù)也日趨成熟。與2007 年相比，美國(guó)保持第1 名，中國(guó)超過西班牙從第3 名上升到第2 名，印度超過德國(guó)和西班牙從第5名升至第3 名，前3 名的國(guó)家合計(jì)新增裝機(jī)容量占全世界的60%[4]。 盡管風(fēng)電的發(fā)展仍然存在著很多困難，如電網(wǎng)適應(yīng)能力、風(fēng)能資源、海上風(fēng)電發(fā)展等，但相比于常規(guī)能源，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)逐步凸顯，世界各國(guó)都對(duì)風(fēng)電發(fā)展充滿了信心。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)10 m 高度層風(fēng)能資源總量為3226GW，其中陸上可開采風(fēng)能總量為253GW，加上海上風(fēng)力資源，我國(guó)可利用風(fēng)力資源約為1000GW。（3） 發(fā)展中存在的問題風(fēng)能是一種能量密度低、穩(wěn)定性較差的能源。但變槳矩技術(shù)也存在著一些缺點(diǎn)。直徑40m的風(fēng)輪適用于500KW的風(fēng)力機(jī)。當(dāng)風(fēng)速較低時(shí)，葉片會(huì)完全伸展，以最大限度的生產(chǎn)電力；隨著風(fēng)速增大，輸出電力會(huì)逐步增至風(fēng)力機(jī)的額定功率，一旦風(fēng)速超過這一峰值，葉片就會(huì)回縮以限制輸電量；如果風(fēng)速繼續(xù)增大，葉片長(zhǎng)度將
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1