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              小型風力發電機風能利用及結構特點

              小型風力發電機風能利用及結構特點

              責任編輯: 點擊次數:296

              風能利用率
              大型水平軸風力發電機的風能利用率,絕大部分是由葉片設計方計算所得,一般在40%以上。如前所述,由于設計方法本身的缺陷,這樣計算所得的風能利用率的準確性很值得懷疑。當然,風電廠的風力發電機都會根據測得的風速和輸出功率繪制風功率曲線,但是,此時的風速是風輪后部測風儀測得的風速參見,要小于來流風速,風功率曲線偏高,必須進行修正。應用修正方法修正后,水平軸的風能利用率要降低30%~50%。對于小型水平軸風力發電機的風能利用率,中國空氣動力研究與發展中心曾做過相關的風洞實驗,實測的利用率在23%~29%。
              起動風速
              水平軸風輪的起動性能好已經是個共識,但是根據中國空氣動力研究與發展中心對小型水平軸風力發電機所做的風洞實驗來看,起動風速一般在4~5m/s之間,居然達到5.9m/s,這樣的起動性能顯然是不能令人滿意的。垂直軸風輪的起動性能差也是業內的共識,特別是對于Darrieus式Ф型風輪,完全沒有自啟動能力,這也是限制垂直軸風力發電機應用的一個原因。但是,對于Darrieus式H型風輪,卻有相反的結論。根據筆者的研究發現,只要翼型和安裝角選擇合適,完全能得到相當不錯的起動性能,通過雙渦輪式垂直軸風力發電機、垂直軸風力發電機、鼠籠式垂直軸風力發電機的風洞實驗來看,這種Darrieus式H型風輪的起動風速只需要2m/s,優于上述的水平軸風力發電機。
              結構特點
              水平軸風力發電機的葉片在旋轉一周的過程中,受慣性力和重力的綜合作用,慣性力的方向是隨時變化的,而重力的方向始終不變,這樣葉片所受的是一個交變載荷,這對于葉片的疲勞強度是非常不利的。另外,水平軸的發電機都置于幾十米的高空,這給發電機的安裝、維護和檢修帶來了很多的不便。
              垂直軸風輪的葉片在旋轉的過程中的受力情況要比水平軸的好的多,由于慣性力與重力的方向始終不變,所受的是恒定載荷,因此疲勞壽命要比水平軸風輪長。同時,垂直軸的發電機可以放在風輪的下部或是地面,便于安裝和維護。

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