風(fēng)力發(fā)電原理

1、風(fēng)力發(fā)電的基本原理風(fēng)力發(fā)電的基本原理1引言風(fēng)是最常見的自然現(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。因此，風(fēng)能是一種廣義的太陽(yáng)能。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。中國(guó)陸地10m高度層可利用的風(fēng)能為2.53億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

2、富。2風(fēng)力發(fā)電基本理論知識(shí)風(fēng)力發(fā)電基本理論知識(shí)2.1風(fēng)能的計(jì)算公式空氣運(yùn)動(dòng)具有動(dòng)能。風(fēng)能是指風(fēng)所具有的動(dòng)能。如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪的斷面積為A，則當(dāng)風(fēng)速為V的風(fēng)流經(jīng)葉輪時(shí)，單位時(shí)間風(fēng)傳遞給葉輪的風(fēng)能為其中：?jiǎn)挝粫r(shí)間質(zhì)量流量m=ρAV在實(shí)際中，式中：PW—每秒空氣流過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪斷面面積的風(fēng)能，即風(fēng)能功率，W；Cp—葉輪的風(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0.80—0.95，直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)為1.0；e—發(fā)電機(jī)效率，一般為

3、0.70—0.98；ρ—空氣密度，kgm3；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，ms。2.2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貝茨于1926年建t—溫度，℃。從空氣密度公式可以看出，空氣密度的大小與大氣壓力、溫度有關(guān)。2.4風(fēng)輪直徑與掃掠面積風(fēng)輪直徑是風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)的外圓直徑，用D表示。風(fēng)輪直徑大小決定了風(fēng)輪掃掠面積的大小以及葉片的長(zhǎng)度，是影響機(jī)組容量大小和機(jī)組性價(jià)比的主要因素之一。根據(jù)

4、貝茨理論，風(fēng)輪從自然風(fēng)中獲取的功率為:312PPSC???式中:24DS??S為風(fēng)輪的掃掠面積D增加則其掃掠面積與D2成比例增加，其獲取的風(fēng)功率也相應(yīng)增加。2.5輪轂高度風(fēng)輪高度是指風(fēng)輪輪轂中心離地面的高度，是風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的一個(gè)重要參數(shù)。由于風(fēng)剪切特性，離地面越高，風(fēng)速越大，具有的風(fēng)能也越大，因此大型風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展趨勢(shì)是輪轂高度越來(lái)越高。但是輪轂高度增加，所需要的塔架高度也相應(yīng)增加，當(dāng)塔架高度達(dá)到一定水平時(shí)，設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸和安