大氣湍流對小型風力發(fā)電機性能的影響

1、ImpactofambientturbulenceonperfmanceofasmallwindTurbine大氣湍流對小型風力發(fā)電機性能的影響關(guān)鍵詞：小型風力發(fā)電機、湍流、陣風、風能摘要：用高分辨率風速儀測量出的風速，記錄BergeyXL.1風力發(fā)電機產(chǎn)生的電能。這兩項數(shù)據(jù)，都會被運用研究。此項研究是關(guān)于：環(huán)境湍流水平對小型風力發(fā)電機發(fā)電效能的影響。人們發(fā)現(xiàn)，環(huán)境湍流強度影響能量的產(chǎn)生，但是在不同風速下，影響是不同的。在低風速下，增大

2、湍流強度可能會增加發(fā)電機的能量產(chǎn)生。然而，在靠近發(fā)電機的停止風速時，湍流強度提高導致能量產(chǎn)生的下降，這種情況可能會發(fā)生在陣風湍流啟動停止的事件中。風速變化頻率為1Hz條件下，記錄的調(diào)查結(jié)果顯示：在風速發(fā)生變化和能量產(chǎn)生發(fā)生變化之間，存在一個2秒的時差；只持續(xù)1秒的瞬時風速變化并不會導致能量產(chǎn)生，但是持續(xù)時間較長的風速變化會產(chǎn)生相當可觀的能量。1、介紹。即將到來的風產(chǎn)生的湍流，能夠?qū)︼L力發(fā)電機輸出功率產(chǎn)生顯著的影響。在實踐中，往往當較小的

3、風力發(fā)電機附近存在建筑物、樹木或其他障礙物時，這個現(xiàn)象會尤為重要。這種情況下，小型風力發(fā)電機的安裝可能經(jīng)歷的流入湍流強度的次數(shù)比處于一個開放的野外工地時大許多倍。[8]當一個小型發(fā)電機在高湍流強度環(huán)境下進行測試時，小型風力發(fā)電機暫時關(guān)閉的原因：多數(shù)情況下高陣風速超過限制。[9]Smith長期在國家可再生能源實驗室收集小型風力發(fā)電機性能測試結(jié)果。小型風力發(fā)電機顯示，當處于最強和最差湍流水平時，AEP存在9%到32%的差異。大部分風力發(fā)電機

4、在最強湍流和最差湍流這兩個極端情況下，具有較低的AEP值，盡管有數(shù)據(jù)（skystream）表現(xiàn)出AEP會隨著湍流強度增強而增強的趨勢。本次實驗研究的目的是：在具有代表性的開放環(huán)境中，確定不同湍流程度對具有代表性的小型風力發(fā)電機性能的影響。從1千瓦容量的BergeyXL.1水平軸風力發(fā)電機上的儀表中，得到的高分辨率（一分鐘一赫茲）數(shù)據(jù)，并對這個數(shù)據(jù)進行分析。以此來探究湍流程度對風力發(fā)電機輸出功率的影響。2、方法論一個BergeyXL.1小

5、型風力發(fā)電機被應用這項研究。這個BergeyXL.1風力發(fā)電機是逆風，額定容量為1.0千瓦的水平軸風力發(fā)電機。它由三個葉片、直徑為2.5米的固定式轉(zhuǎn)子直接耦合為變速永磁交流發(fā)電機。選擇此發(fā)電機的原因：其機械性能和操作系統(tǒng)簡單；之前的廣泛的應用過程中，已經(jīng)記錄了其本身性能和操作性能。BergeyXL.1風力發(fā)電機安裝在一個直徑0.114米、高18米的鍍鋅鋼管傾斜塔上。另外，直徑0.152米、高18米的筒斜式塔安裝在發(fā)電機北方13.4米處，