國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù)-展示頁(yè)
2024-11-15 08:54本頁(yè)面
【正文】 的風(fēng)能利用系數(shù)； ?m— 齒輪箱和傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率，一般為 — ，直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)為 ； ?e— 發(fā)電機(jī)效率，一般為 — ； ?— 空氣密度， kg/m3； A— 風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)一周所掃過(guò)的面積， m2； V— 風(fēng) 速， m/s。 2 風(fēng)力發(fā)電基本知識(shí) 風(fēng)能的計(jì)算公式 空氣運(yùn)動(dòng)具有動(dòng)能。因此，開(kāi)發(fā)利用風(fēng)能對(duì)世界各國(guó)科技工作者具有極強(qiáng)的魅力，從而喚起了世界眾多的科學(xué)家致力于風(fēng)能利用方面的研究。 風(fēng)能是一種技術(shù)比 較成熟、很有開(kāi)發(fā)利用前景的可再生能源之一 [1]。據(jù)世界氣象組織（ WMO）和中國(guó)氣象局氣象科學(xué)研究院分析，地球上可利用的風(fēng)能資源為 200 億 kW，是地球上可利用水能的 20 倍。 1 引 言 風(fēng)是最常見(jiàn)的自然現(xiàn)象之一，是太陽(yáng)對(duì)地球表面不均衡加熱而引起的“空氣流動(dòng)”，流動(dòng)空氣具有的動(dòng)能稱之為風(fēng)能。中國(guó)成為亞洲風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要推動(dòng)者之一，其總裝機(jī)容量居世界第 8位， 2020年新增裝機(jī)容量居世界第 6位。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)日臻完善，并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)額定功率最大已經(jīng)到 5MW，葉輪直徑達(dá)到 126m。國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù) 的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 田 德 （內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)新能源技術(shù)研究所，呼和浩特 010018） 風(fēng)能是一種可再生的清潔能源。近 30年來(lái)，國(guó)際上在風(fēng)能的利用方面，無(wú)論是理論研究還是應(yīng)用研究都取得了重大進(jìn)步。截止 2020年世界裝機(jī)容量已達(dá)58,982MW，風(fēng)力發(fā)電量占全球電量的 1%。今后 ，國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度將明顯加快。因此，風(fēng)能是一種廣義的太陽(yáng)能。中國(guó)陸地 10m 高度層可利用的風(fēng)能為 kW，海上可利用的風(fēng)能是陸地上的 3倍， 50m高度層可利用的風(fēng)能是 10m高度層的 2倍，風(fēng)能資源非常豐富。風(fēng)能的利用方式不僅有風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)力提水，而且還有風(fēng)力致熱、風(fēng)帆助航等。在本文中，將對(duì)國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行論述。風(fēng)能是指風(fēng)所具有的動(dòng)能。 貝茨（ Betz）理論 第一個(gè)關(guān)于風(fēng)輪的完整理論是由德國(guó)哥廷根研究所的 A 貝茨假定風(fēng)輪是理想的，也就是說(shuō)沒(méi)有輪轂，而葉片數(shù)是無(wú)窮多，并且對(duì)通過(guò)風(fēng)輪的氣流沒(méi)有阻力。此外還進(jìn)一步假設(shè)氣流在整個(gè)風(fēng)輪掃掠面上的氣流是均勻的，氣流速度的方向無(wú)論在風(fēng)輪前后還是通過(guò)時(shí)都是沿著風(fēng)輪軸線的。 這個(gè)表達(dá)式稱為貝茨公式。 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。 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]。 （ 6） 式中：ρ — 空氣密度， kg/m3； h— 當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?Pa； t— 溫度，℃。 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。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。 （ 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)。 （ 3） 塔架 塔架用于支撐 發(fā)電機(jī)和調(diào)向機(jī)構(gòu)等。 （ 4）調(diào)向機(jī)構(gòu)
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