水平风力机中所体现的几个特点包括什么
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- 2024-02-09 12:59:42
风力用发电机有哪些特殊性 百度知道
风能是一种取之不尽、无任何污染的可再生能源,近年来,我国的风电发展迅速,风力发电机也在不断进行发展,本文主要说说风力发电机的分类及其特点。 一、按风力发电机按叶片分类 按照风力发电机主轴的方向分类可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。 01水平轴风力发电机 旋转轴与叶片垂直,一般与地面平行,旋转轴处于水平的风力发电机。水平轴风力发电机相对于垂直轴发电机的优点;叶片旋转空间大,转速高,适合于 大型风力发电厂。水平轴风力发电机组的发展历史较长,已经完全达到工业化生产,结构简单,效率比垂直轴风力发电机组高。到目前为止,用于发电的风力发电机 都为水平轴,还没有商业化的垂直轴的风力发电机组。 02风力发电机的类型有几种?
尽管风力发电机多种多样,但归纳起来可分为两类:
(1)水平轴风力发电机
风轮的旋转轴与风向平行。
(2)垂直轴风力发电机风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。
①水平轴风力发电机。水平轴风力发电机可分为升力型和阻力型两类。升力型风力发电机旋转速度快,阻力型旋转速度慢。对于风力发电,多采用升力型水平轴风力发电机。大多数水平轴风力发电机具有对风(迎风)装置,能随风向改变而转动,时刻保证桨叶旋转面与来风垂直。小型风力发电机,这种对风装置采用尾舵(图10-3),而大型风力发电机,则利用风向传感元件以及伺服电机组成的传动机构来实现自动迎风。
图10-3水平轴风力发电机风力发电机的风轮在塔架前面的称为上风向风力机,风轮在塔架后面的则称为下风向风力机。水平轴风力发电机的式样很多,有的具有反转叶片的风轮,有的在一个塔架上安装多个风轮,以便在输出功率一定的条件下减少塔架的成本,还有的水平轴风力发电机在风轮周围产生漩涡,集中气流,增加气流速度。
②垂直轴风力发电机。垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风,在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势,它不仅使结构设计简化,而且也减少了风轮对风时的陀螺力。
利用阻力旋转的垂直轴风力发电机有几种类型,其中有利用平板做成的风轮,这是一种纯阻力装置(图10-4);另有一种S形风车(图10-5),其具有部分升力,但主要还是阻力装置。这些装置有较大的启动力矩,但变速比低,在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下,提供的功率输出低。
图10-4一般的垂直轴风力装置
图10-5S形垂直轴风力装置
水平轴风力发电机有什么概念简介?
水平轴风力发电机是风力发电机中的一种,装置有风向传感元件及伺服电动机,可分为升力型和阻力型两类,可以集中气流,增加气流速度。
水平轴风力机可分为升力型和阻力型两类。升力型旋转速度快,阻力型旋转速度慢。对于风力发电,多采用升力型水平轴风力机。大多数水平轴风力机具有对风装置,能随风向改变而转动。对小型风力机,这种对风装置采用尾舵,而对于大型风力机,则利用风向传感元件及伺服电动机组成的传动装置。
风力机的风轮在塔架前面的称上风向风力机,风轮在塔架后面的则称下风向风力机。
水平风力机的式样很多,有的具有反转叶片的风轮;有的在一个塔架上安装多个风轮,以便在输出功率一定的条件下减少塔架成本;有的利用锥形罩,使气流通过水平轴风轮时集中或扩撒,因此加速或减速;还有的水平轴风力机在风轮周围产生漩涡,集中气流。增加气流速度。
风力发电机是水平轴好还是垂直轴好
水平轴与垂直轴风力发电机的不同在以下几个方面:
1、设计方法
水平轴风力发电机的叶片设计,普遍采用的是动量—叶素理论,主要的方法有Glauert法、Wilson法等。但是,由于叶素理论忽略了各叶素之间的流动干扰,同时在应用叶素理论设计叶片时都忽略了翼型的阻力,这种简化处理不可避免地造成了结果的不准确性,这种简化对叶片外形设计的影响较小,但对风轮的风能利用率影响较大。同时,风轮各叶片之间的干扰也十分强烈,整个流动非常复杂,如果仅仅依靠叶素理论是完全没有办法得出准确结果的。
垂直轴风力发电机的叶片设计,以前也是按照水平轴的设计方法,依靠叶素理论来设计。由于垂直轴风轮的流动比水平轴更加复杂,是典型的大分离非定常流动,不适合用叶素理论进行分析、设计,这也是垂直轴风力发电机长期得不到发展的一个重要原因。
2、风能利用率
大型水平轴风力发电机的风能利用率,绝大部分是由叶片设计方计算所得,一般在40%以上。如前所述,由于设计方法本身的缺陷,这样计算所得的风能利用率的准确性很值得怀疑。当然,风电厂的风力发电机都会根据测得的风速和输出功率绘制风功率曲线,但是,此时的风速是风轮后部测风仪测得的风速参见,要小于来流风速,风功率曲线偏高,必须进行修正。应用修正方法修正后,水平轴的风能利用率要降低30%~50%。对于小型水平轴风力发电机的风能利用率,中国空气动力研究与发展中心曾做过相关的风洞实验,实测的利用率在23%~29%。
3、结构特点
水平轴风力发电机的叶片在旋转一周的过程中,受惯性力和重力的综合作用,惯性力的方向是随时变化的,而重力的方向始终不变,这样叶片所受的就是一个交变载荷,这对于叶片的疲劳强度是非常不利的。另外,水平轴的发电机都置于几十米的高空,这给发电机的安装、维护和检修带来了很多的不便。
垂直轴风轮的叶片在旋转的过程中的受力情况要比水平轴的好的多,由于惯性力与重力的方向始终不变,所受的是恒定载荷,因此疲劳寿命要比水平轴风轮长。同时,垂直轴的发电机可以放在风轮的下部或是地面,便于安装和维护。
4、起动风速
水平轴风轮的起动性能好已经是个共识,但是根据中国空气动力研究与发展中心对小型水平轴风力发电机所做的风洞实验来看,起动风速一般在4~5m/s之间,最大的居然达到5.9m/s,这样的起动性能显然是不能令人满意的。垂直轴风轮的起动性能差也是业内的共识,特别是对于Darrieus式Ф型风轮,完全没有自启动能力,这也是限制垂直轴风力发电机应用的一个原因。但是,对于Darrieus式H型风轮,却有相反的结论。根据笔者的研究发现,只要翼型和安装角选择合适,完全能得到相当不错的起动性能,通过双涡轮式垂直轴风力发电机、垂直轴风力发电机、鼠笼式垂直轴风力发电机的风洞实验来看,这种Darrieus式H型风轮的起动风速只需要2m/s,优于上述的水平轴风力发电机。
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大型风力涡轮机是将风能转换为机械功的动力机。它也被称为风车。从广义上讲,它是一种热能利用发动机,它利用太阳作为热源,将大气作为工作介质。它使用自然能源。 大型风力发电机的工作原理是利用风来驱动风车叶片旋转,然后通过增速器提高旋转速度,促进发电机发电。根据目前的风车技术,每秒约3米的微风速度,大型风力涡轮机可以开始发电。 大型风力涡轮机是将风能转换为电能的装置,主要由叶片,发电机,机械部件和电气部件组成。根据不同的旋转轴,大型风力涡轮机主要分为两种类型水平轴风力涡轮机和垂直轴风力涡轮机。 水平轴风力涡轮机具有垂直于叶片的旋转轴,大致平行于地面,并且旋转轴是水平的。垂直轴风力涡轮机的旋转轴线平行于上一篇
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