風能介紹外文翻譯

1、<p><b>　　附錄一 英文文獻</b></p><p>　　Wind Energy Introduction</p><p>　　1.1 Historical Development</p><p>　　Windmills have been used for at least 3000 years, mainly for g

2、rinding grain or pumping water, while in sailing ships the wind has been an essential source of power for even longer. From as early as the thirteenth century, horizontal-axis windmills were an integral part of the rural

3、 economy and only fell into disuse with the advent of cheap fossil-fuelled engines and then the spread of rural electrification.The use of windmills (or wind turbines) to generate electricity can be traced back to the &l

4、t;/p><p>　　Golding (1955) and Shepherd and Divone in Spera (1994) provide a fascinating</p><p>　　history of early wind turbine development. They record the 100 kW 30 m diameter</p><p>

5、　　Balaclava wind turbine in the then USSR in 1931 and the Andrea Enfield 100 kW 24 m diameter pneumatic design constructed in the UK in the early 1950s. In this turbine hollow blades, open at the tip, were used to draw a

6、ir up through the tower where another turbine drove the generator. In Denmark the 200 kW 24 m diameter Gedser machine was built in 1956 while Electricite´ de France tested a 1.1 MW 35 m diameter turbine in 1963. In

7、Germany, Professor Hutter constructed a number of innovative, light</p><p>　　The sudden increase in the price of oil stimulated a number of substantial</p><p>　　Government-funded programmes of r

8、esearch, development and demonstration. In the USA this led to the construction of a series of prototype turbines starting with the 38 m diameter 100 kW Mod-0 in 1975 and culminating in the 97.5 m diameter 2.5 MW Mod-5B

9、in 1987. Similar programmes were pursued in the UK, Germany and Sweden. There was considerable uncertainty as to which architecture might prove most cost-effective and several innovative concepts were investigated at ful

10、l scale. In Canada, a 4 MW </p><p>　　Much important scientific and engineering information was gained from these </p><p>　　Government-funded research programmes and the prototypes generall

11、y worked as designed. However, it has to be recognized that the problems of operating very large Figure 1.1 1.5 MW, 64 m diameter Wind Turbine (Reproduced by permission of NEG MICON)</p><p>　　wi

12、nd turbines, unmanned and in difficult wind climates were often under- estimated and the reliability of the prototypes was not good. At the same time as the multi-megawatt prototypes were being constructed private compan

13、ies, often with considerable state support, were constructing much smaller, often simpler,turbines for commercial sale. In particular the financial support mechanisms in California in the mid-1980s resulted in the instal

14、lation of a very large number of quite small(<100 kW) wind</p><p>　　Figure 1.2 750 kW, 48 m diameter Wind Turbine, Denmark (Reproduced by permission of NEG MICON)</p><p>　　Figure 1.3 Wind F

15、arm of Variable-Speed Wind Turbines in Complex Terrain (Reproduced by permission of Wind Prospect Ltd)</p><p>　　Figure 1.4 1 MW Wind Turbine in Northern Ireland (Reproduced by permission of Renew-able Energ

16、y Systems Ltd)</p><p>　　The stimulus for the development of wind energy in 1973 was the price of oil and concern over limited fossil-fuel resources. Now, of course, the main driver for use of wind turbines t

17、o generate electrical power is the very low C emissions (over the entire life cycle of manufacture, installation, operation and de-commissioning)</p><p>　　Figure 1.5 Wind Farm of Six Pitch-regulated Wind Tu

18、rbines in Flat Terrain (Reproduced by permission of Wind Prospect Ltd)</p><p>　　and the potential of wind energy to help limit climate change. In 1997 the Commis-sion of the European Union published its Whit

19、e Paper (CEU, 1997) calling for 12 percent of the gross energy demand of the European Union to be contributed from renewables by 2010. Wind energy was identified as having a key role to play in the supply of renewable en

20、ergy with an increase in installed wind turbine capacity from 2.5 GW in 1995 to 40 GW by 2010. This target is likely to be achievable since at the time o</p><p>　　constructed in the 1980s and are now being r

21、e-equipped with larger modern wind turbines.</p><p>　　Table 1.1 shows the installed wind-power capacity worldwide in January 2001 although it is obvious that with such a rapid growth in some countries data o

22、f this kind become out of date very quickly.</p><p>　　The reasons development of wind energy in some countries is flourishing while in others it is not fulfilling the potential that might be anticipated from

23、 a simple consideration of the wind resource, are complex. Important factors include the financial-support mechanisms for wind-generated electricity, the process by which the local planning authorities give permission fo

24、r the construction of wind farms,and the perception of the general population particularly with respect to visual impact. In or</p><p>　　1.2 Modern Wind Turbines</p><p>　　The power output, P, fr

25、om a wind turbine is liven by the well-known expression:</p><p><b>　　P=</b></p><p>　　where ρ is the density of air (1.225 kg/), is the power coefficient, A is the rotor swept area,

26、and U is the wind speed.</p><p>　　The density of air is rather low, 800 times less than that of water which powers hydro plant, and this leads directly to the large size of a wind turbine. Depending on the d

27、esign wind speed chosen, a 1.5 MW wind turbine may have a rotor that is more than 60 m in diameter. The power coefficient describes that fraction of the power in the wind that may be converted by the turbine into mechani

28、cal work. It has a theoretical maximum value of 0.593 (the Betz limit) and rather lower peak values are ach</p><p>　　Hence over the last 10 years there has been a continuous increase in the rotor diameter of

29、 commercially available wind turbines from around 30 m to more than 60 m. A doubling of the rotor diameter leads to a four-times increase in power output. The influence of the wind speed is, of course, more pronounced wi

30、th a doubling of wind speed leading to an eight-fold increase in power. Thus there have been considerable efforts to ensure that wind farms are developed in areas of the highest wind speeds </p><p>　　In the

31、past a number of studies were undertaken to determine the 'optimum size of a wind turbine by balancing the complete costs of manufacture, installation and operation of various sizes of wind turbines against the reven

32、ue generated (Mollyet al. 1993). The results indicated a minimum cost of energy would be obtained with wind turbine diameters in the range of 35-60 m, depending on the assumptions made. However, these estimates would now

33、 appear to be rather low and there is no obvious point at</p><p>　　All modern electricity-generating wind turbines use the lift force derived from the blades to drive the rotor. A high rotational speed of th

34、e rotor is desirable in order to reduce the gearbox ratio required and this leads to low solidity rotors (the ratio of blade area/rotor swept area). The low solidity rotor acts as an effective energy concentrator and as

35、a result the energy recovery period of a wind turbine, on a good site, is less than 1 year, i.e., the energy used to manufacture and install</p><p><b>　　附錄二 英文翻譯</b></p><p><b>

36、;　　風能介紹</b></p><p><b>　　1.1發(fā)展歷史</b></p><p>　　風車的使用至少已有三千年，主要用于磨?；虮谜舅?，而在帆船風已成為不可缺少的電力來源甚至更長的一段時間。從早在13世紀，水平軸風力發(fā)電的一個組成部分是農村經濟，只有隨著廉價的礦物燃料的引擎落入廢棄，農村電氣化才蔓延出來。利用風力發(fā)電（或風力發(fā)電機）發(fā)電可以追溯到十

37、九世紀末期的12千瓦直流風力發(fā)電機，建造在美國的丹麥LaCour研究所。然而，20世紀大部分時期人們對使用風能沒有興趣，除了用于偏遠住宅電力供應，并且一旦并入電網成為可能，這些低功耗系統(tǒng)很快就被取代。一個突出的例子是1941年史密斯普特南在美國建造的1250千瓦的風力發(fā)電機組，這臺機組剛性轉子直徑是53米，充分跨度間距控制和撲葉片，以減少負載。雖然這種葉片風機在1945年失敗了，但是它仍然是最大的風機在之后的約40年間。</p&g

38、t;<p>　　Golding (1955年),Shepherd和Divone在Spera （ 1994 ）提供了一個令人著迷的早期風力發(fā)電機的發(fā)展史。1931年他們記錄了100千瓦30米直徑的蘇聯(lián)巴拉克拉風力發(fā)電機組和1950年代初英國Andrea Enfield 100千瓦24米直徑風力發(fā)電機組的氣動設計建造。在這空心渦輪葉片，展開著，被用來吸收空氣動能透過機身推動另一端的發(fā)電機，1956年在丹麥生產出了200千瓦24

39、米直徑Gedser機型，而后，在1963年法國的一家電力公司已完成了1.1兆瓦35米直徑風力發(fā)電機的測試。五十年代和六十年代，德國的Hutter教授有了一些輕型渦輪機的創(chuàng)新。盡管有這些技術進步和研究熱情，等等，但是Golding在英國的電氣研究協(xié)會對風力機很少有持續(xù)的興趣直到1973年石油價格顯著上升時。</p><p>　　突然增加的石油價格刺激了一些實質性的政府資助方案的研究, 開發(fā)和示范。1975年，這直接

40、導致美國設計了以100千瓦38米直徑0型風機為開始的一系列風機模型，并且最終在1987年設計出2.5兆瓦97.5米直徑5B的風力機模型。類似的方案同樣在英國，德國和瑞典受到熱捧。由于這些設計在最符合成本效益和一些創(chuàng)新的概念方面可能會有不確定性，因此，需要對其進行充分規(guī)模的調查。在加拿大，生產出了一臺4兆瓦垂直軸Darrieus型風力機，并且這種概念也在美國和英國的34米直徑Sandia垂直軸試驗設備中進行測試，Peter Musgrov

41、e博士提出使用直葉片做出的H型轉子替代垂直軸的設計建造了一個500千瓦的樣機。1981年美國的一臺創(chuàng)新型3兆瓦水平軸的風力發(fā)電機組被生產出來并進行了測試。它使用液壓傳動以用來替代偏航驅動器，使整個結構導向對風。葉片數(shù)量最好的選擇在某些方面仍然不是很明確，基本上大的風機都是使用單葉片，雙葉片或者是三葉片。</p><p>　　許多重要的科學和工程信息都是從這些政府資助的研究方案和一般的原型設計工作中獲得的。但是，必

42、須認識到運行一個沒有人工操作，大型的風力機的問題，這種惡劣的風氣候經常是不可估計的，并且設備的可靠性不是很好。同時，多兆瓦的風機也在私人的公司中建造，往往相當多的國家支持，建設要小得多，往往很簡單的風力機作為商業(yè)銷售。20世紀80年代中期在加利福尼亞州，特別是財政支持機制催生了大量小型（100千瓦）風力發(fā)電機的安裝。其中的一些設</p><p>　　計也有遇到了各種各樣的問題，但是由于是小型的，可以利用普通簡便的

43、方法來修理和改進，所謂的Danish風力機概念出現(xiàn)了三葉片，失速調節(jié)轉子和一個恒定的速率，感應電機驅動。這個簡單的架構已被證明是非常成功的，并且有現(xiàn)在60米直徑風力機一樣大的直徑和1.5兆瓦的功率。圖1.1和圖1.2這種設計的兩個例子。然而，隨著商用風力機的規(guī)模引用20世紀80年代的大型模型成為可能，有趣的是看到當時變速操作的概念調查，充分跨度控制葉片和增強的材料越來越多的被設計者使用到。圖1.3顯示了一個采用變速直趨的風力機的風場。在

44、</p><p>　　圖1.1 1.5兆瓦，64米直徑風力機</p><p>　　這種設計中，同步發(fā)電機是直接耦合的氣動轉子，所以這樣的就不需要齒輪變速箱了，圖1.4顯示了一個更傳統(tǒng)，使用變速齒輪箱的變速風力機，而一個小風電場的音高調節(jié)風力發(fā)電機，葉片充分跨度控制是用來限制功率的，如圖1.5。</p><p>　　圖1.2 750千瓦，48米直徑風力機<

45、/p><p>　　圖1.3 在復雜地形上的變速調節(jié)風力發(fā)電場</p><p>　　圖1.4 北愛爾蘭1兆瓦風力發(fā)電機</p><p>　　刺激風力發(fā)電發(fā)展的是1973年的石油價格和對有限的化石燃料資源的關注，利用風力發(fā)電機發(fā)電的主要驅動力量是非常低的二氧化碳排放量（在制造，安裝，操作和去調試的整個生命周期）和用來幫助限制氣候變化影響的風能的潛力。1997年，歐洲聯(lián)盟

46、委員會出版了名為歐盟成員國在2010年12%的能源需求將從可再生能源中獲得的白皮書。 隨著從1995年已安裝的容量為2.5萬千瓦的風力發(fā)電機組到2010年的40萬千瓦這樣的增長，風力發(fā)電已被確定為在可再生能源供應方面可發(fā)揮關鍵作用。這個目標是可能實現(xiàn)的，因為在2001年1月編寫這個報告時， 在歐洲已經有一些12萬千瓦容量的風力發(fā)電機組的安裝成為可能，從1993年只有300兆瓦和2000年的2.5萬千瓦相比，這個目標將成為可能。從1993

47、年9月開始歐洲安裝風力發(fā)電機的年平均增長率約為40%，（Zervos,2000）。在歐洲風力發(fā)電機的能力分配是有趣的，2000年，德國約占歐洲總數(shù)的45%，丹麥和西班牙各占18%。還有約容量為250萬千瓦的風力發(fā)電機組安裝在美國，其</p><p><b>　　圖1.5</b></p><p>　　中65%是在加利福尼亞并且美國在德克薩斯州和一些中西部地區(qū)也表現(xiàn)出了越

48、來越濃厚的興趣，許多加利福尼亞的風力發(fā)電場是在80年代建造的，現(xiàn)在正在重新配備更大的現(xiàn)代化風力發(fā)電機。</p><p>　　表1.1顯示了2001年1月世界范圍內的裝機容量，但是很顯然，隨著這樣的增長速度，一些國家的這些數(shù)據(jù)將很快過時。</p><p>　　表1.1 2001年1月世界范圍內裝機容量</p><p>　　風能在一些國家能夠蓬勃發(fā)展，而其他一些國家沒

49、有發(fā)揮它的潛力，可能是因為這些國家考慮到風能資源利用的復雜性。重要原因包括為風力發(fā)電提供的</p><p>　　財政支持機制，地方規(guī)劃局允許用于建造風力發(fā)電廠的過程和一般民眾特別是在視覺上的看法的影響。為了克服村民對風力發(fā)電廠對環(huán)境的影響的關注，現(xiàn)在越來越關注風場的選址。</p><p>　　1.2 現(xiàn)代風力發(fā)電</p><p>　　風力發(fā)電機輸出功率P由已知公式

50、：</p><p><b>　　P=</b></p><p>　　ρ為空氣密度（1.225kg/）,為功能效率，A為風輪面積，U為風速。</p><p>　　空氣密度相當?shù)?，比水壓?00倍，所以這就直接導致風力發(fā)電機需要大尺寸。取決于設計風速的選擇，一臺1.5兆瓦風力發(fā)電機可能會有60m直徑的轉子。功率描述為風能被轉化成機械能的系數(shù)。它有一個

51、理論最大值0.593（貝茲極限），而較低的峰值能夠在實踐中實現(xiàn)。風輪的功率系數(shù)隨著速度比率峰值變化并且僅僅是一個最大的速度比率峰值。通過不斷優(yōu)化的詳細設計和在變速情況下運行，風力機的風能利用系數(shù)得到不斷改進，有可能在超出設計風速的同時保持最大風能利用系數(shù)。然而，這些措施將僅僅略有增加輸出功率。為了達到增加輸出功率的目的，主要靠增大風輪掃掠面積或者將風力發(fā)電機組安裝在更大的風速區(qū)域。</p><p>　　過去十年到

52、現(xiàn)在風力機風輪直徑陸續(xù)有增加，從30m直徑增加到超過60m直徑。風輪直徑增大一倍就可以增大四倍的風能功率輸出。當然，風速同樣影響功率輸出，雙倍風速將更為突出的使風能功率輸出增加8倍。因此，要充分考慮確保風電場建立在風速大的區(qū)域，并且風力發(fā)電機位于風場的最佳位置。在一些國家使用很高的塔架超過（60-80m）為了利用隨著高度而增大的風速。</p><p>　　在過去的一些研究中，為了確定最佳的風力發(fā)電機大小以平衡全部

53、的制造，安裝成本和運行各尺寸風力發(fā)電機對生產的收益。根據(jù)已生產的風力機的假設，結果表明風力發(fā)電機葉輪直徑在35-60米時能獲得最低的能源成本。然而，這些假設將顯現(xiàn)得相當?shù)停⑶绎L輪直徑沒有明顯的數(shù)字，因此，風力機輸出功率將是有限的，特別是海上風力發(fā)電機。</p><p>　　所有現(xiàn)代的風力發(fā)電機都使用來自葉片的升力來驅動風輪，高轉速的轉子是可取的，以減少所需的變速齒輪箱的增速比，并且這將降低密實比（葉片面積和風輪