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江蘇乃爾風(fēng)電技術(shù)開發(fā)有限公司

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小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)力利用率和設(shè)計方法

發(fā)布時間:2021-01-08 14:08:34      點(diǎn)擊:3367     發(fā)布者:

小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計過去是基于水平軸的設(shè)計方法,依靠葉片單元理論。由于垂直軸風(fēng)力機(jī)的流動比水平軸更加復(fù)雜,是典型的大分離非定常流動,不適合用葉素理論進(jìn)行分析和設(shè)計,這也是垂直軸風(fēng)力機(jī)長期發(fā)展的重要原因。

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小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用率

大型水平軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用率大多由葉片設(shè)計師計算,一般在40%以上。如前所述,由于設(shè)計方法本身的缺陷,計算風(fēng)能利用率的準(zhǔn)確性值得懷疑。當(dāng)然,風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)電功率曲線是根據(jù)測得的風(fēng)速和輸出功率繪制的,但此時的風(fēng)速是風(fēng)輪后部的風(fēng)速計測得的風(fēng)速。

應(yīng)用修正方法后,橫軸風(fēng)能利用率將降低30%~50%。關(guān)于小型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)能利用率,中國空氣動力學(xué)研究開發(fā)中心已經(jīng)做了相關(guān)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn),實(shí)測利用率在23%-29%之間。

當(dāng)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片旋轉(zhuǎn)一次時,會受到慣性力和重力的影響。慣性力的方向隨時變化,而重力的方向不變,所以葉片承受交變載荷,對葉片的疲勞強(qiáng)度非常不利。此外,水平軸發(fā)電機(jī)都放置在幾十米的高度,給發(fā)電機(jī)的安裝、維護(hù)和檢修帶來了很多不便。

垂直軸風(fēng)輪葉片在旋轉(zhuǎn)過程中的受力情況要比水平軸風(fēng)輪好得多。由于慣性力和重力方向始終不變,承受恒定載荷,所以疲勞壽命比水平軸風(fēng)輪長。同時,垂直軸的發(fā)電機(jī)可以放置在風(fēng)輪的下部或地面上,便于安裝和維護(hù)。


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