風(fēng)能介紹外文翻譯

1、<p><b>　　附錄一 英文文獻(xiàn)</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(fēng)能介紹</b></p><p><b>　　1.1發(fā)展歷史</b></p><p>　　風(fēng)車的使用至少已有三千年，主要用于磨?；虮谜舅?，而在帆船風(fēng)已成為不可缺少的電力來源甚至更長(zhǎng)的一段時(shí)間。從早在13世紀(jì)，水平軸風(fēng)力發(fā)電的一個(gè)組成部分是農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，只有隨著廉價(jià)的礦物燃料的引擎落入廢棄，農(nóng)村電氣化才蔓延出來。利用風(fēng)力發(fā)電（或風(fēng)力發(fā)電機(jī)）發(fā)電可以追溯到十

37、九世紀(jì)末期的12千瓦直流風(fēng)力發(fā)電機(jī)，建造在美國(guó)的丹麥LaCour研究所。然而，20世紀(jì)大部分時(shí)期人們對(duì)使用風(fēng)能沒有興趣，除了用于偏遠(yuǎn)住宅電力供應(yīng)，并且一旦并入電網(wǎng)成為可能，這些低功耗系統(tǒng)很快就被取代。一個(gè)突出的例子是1941年史密斯普特南在美國(guó)建造的1250千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，這臺(tái)機(jī)組剛性轉(zhuǎn)子直徑是53米，充分跨度間距控制和撲葉片，以減少負(fù)載。雖然這種葉片風(fēng)機(jī)在1945年失敗了，但是它仍然是最大的風(fēng)機(jī)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(gè)令人著迷的早期風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fēng)力發(fā)電機(jī)組和1950年代初英國(guó)Andrea Enfield 100千瓦24米直徑風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的氣動(dòng)設(shè)計(jì)建造。在這空心渦輪葉片，展開著，被用來吸收空氣動(dòng)能透過機(jī)身推動(dòng)另一端的發(fā)電機(jī)，1956年在丹麥生產(chǎn)出了200千瓦24

39、米直徑Gedser機(jī)型，而后，在1963年法國(guó)的一家電力公司已完成了1.1兆瓦35米直徑風(fēng)力發(fā)電機(jī)的測(cè)試。五十年代和六十年代，德國(guó)的Hutter教授有了一些輕型渦輪機(jī)的創(chuàng)新。盡管有這些技術(shù)進(jìn)步和研究熱情，等等，但是Golding在英國(guó)的電氣研究協(xié)會(huì)對(duì)風(fēng)力機(jī)很少有持續(xù)的興趣直到1973年石油價(jià)格顯著上升時(shí)。</p><p>　　突然增加的石油價(jià)格刺激了一些實(shí)質(zhì)性的政府資助方案的研究, 開發(fā)和示范。1975年，這直接

40、導(dǎo)致美國(guó)設(shè)計(jì)了以100千瓦38米直徑0型風(fēng)機(jī)為開始的一系列風(fēng)機(jī)模型，并且最終在1987年設(shè)計(jì)出2.5兆瓦97.5米直徑5B的風(fēng)力機(jī)模型。類似的方案同樣在英國(guó)，德國(guó)和瑞典受到熱捧。由于這些設(shè)計(jì)在最符合成本效益和一些創(chuàng)新的概念方面可能會(huì)有不確定性，因此，需要對(duì)其進(jìn)行充分規(guī)模的調(diào)查。在加拿大，生產(chǎn)出了一臺(tái)4兆瓦垂直軸Darrieus型風(fēng)力機(jī)，并且這種概念也在美國(guó)和英國(guó)的34米直徑Sandia垂直軸試驗(yàn)設(shè)備中進(jìn)行測(cè)試，Peter Musgrov

41、e博士提出使用直葉片做出的H型轉(zhuǎn)子替代垂直軸的設(shè)計(jì)建造了一個(gè)500千瓦的樣機(jī)。1981年美國(guó)的一臺(tái)創(chuàng)新型3兆瓦水平軸的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組被生產(chǎn)出來并進(jìn)行了測(cè)試。它使用液壓傳動(dòng)以用來替代偏航驅(qū)動(dòng)器，使整個(gè)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向?qū)︼L(fēng)。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(fēng)機(jī)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(xué)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(shè)計(jì)工作中獲得的。但是，必

42、須認(rèn)識(shí)到運(yùn)行一個(gè)沒有人工操作，大型的風(fēng)力機(jī)的問題，這種惡劣的風(fēng)氣候經(jīng)常是不可估計(jì)的，并且設(shè)備的可靠性不是很好。同時(shí)，多兆瓦的風(fēng)機(jī)也在私人的公司中建造，往往相當(dāng)多的國(guó)家支持，建設(shè)要小得多，往往很簡(jiǎn)單的風(fēng)力機(jī)作為商業(yè)銷售。20世紀(jì)80年代中期在加利福尼亞州，特別是財(cái)政支持機(jī)制催生了大量小型（100千瓦）風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安裝。其中的一些設(shè)</p><p>　　計(jì)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(jiǎn)便的

43、方法來修理和改進(jìn)，所謂的Danish風(fēng)力機(jī)概念出現(xiàn)了三葉片，失速調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子和一個(gè)恒定的速率，感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這個(gè)簡(jiǎn)單的架構(gòu)已被證明是非常成功的，并且有現(xiàn)在60米直徑風(fēng)力機(jī)一樣大的直徑和1.5兆瓦的功率。圖1.1和圖1.2這種設(shè)計(jì)的兩個(gè)例子。然而，隨著商用風(fēng)力機(jī)的規(guī)模引用20世紀(jì)80年代的大型模型成為可能，有趣的是看到當(dāng)時(shí)變速操作的概念調(diào)查，充分跨度控制葉片和增強(qiáng)的材料越來越多的被設(shè)計(jì)者使用到。圖1.3顯示了一個(gè)采用變速直趨的風(fēng)力機(jī)的風(fēng)場(chǎng)。在

44、</p><p>　　圖1.1 1.5兆瓦，64米直徑風(fēng)力機(jī)</p><p>　　這種設(shè)計(jì)中，同步發(fā)電機(jī)是直接耦合的氣動(dòng)轉(zhuǎn)子，所以這樣的就不需要齒輪變速箱了，圖1.4顯示了一個(gè)更傳統(tǒng)，使用變速齒輪箱的變速風(fēng)力機(jī)，而一個(gè)小風(fēng)電場(chǎng)的音高調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，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(fēng)力機(jī)<

45、/p><p>　　圖1.3 在復(fù)雜地形上的變速調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)</p><p>　　圖1.4 北愛爾蘭1兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)</p><p>　　刺激風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的是1973年的石油價(jià)格和對(duì)有限的化石燃料資源的關(guān)注，利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的主要驅(qū)動(dòng)力量是非常低的二氧化碳排放量（在制造，安裝，操作和去調(diào)試的整個(gè)生命周期）和用來幫助限制氣候變化影響的風(fēng)能的潛力。1997年，歐洲聯(lián)盟

46、委員會(huì)出版了名為歐盟成員國(guó)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(fēng)力發(fā)電機(jī)組到2010年的40萬千瓦這樣的增長(zhǎng)，風(fēng)力發(fā)電已被確定為在可再生能源供應(yīng)方面可發(fā)揮關(guān)鍵作用。這個(gè)目標(biāo)是可能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)樵?001年1月編寫這個(gè)報(bào)告時(shí)， 在歐洲已經(jīng)有一些12萬千瓦容量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(gè)目標(biāo)將成為可能。從1993

47、年9月開始?xì)W洲安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)的年平均增長(zhǎng)率約為40%，（Zervos,2000）。在歐洲風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能力分配是有趣的，2000年，德國(guó)約占?xì)W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(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝在美國(guó)，其</p><p><b>　　圖1.5</b></p><p>　　中65%是在加利福尼亞并且美國(guó)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(fēng)力發(fā)電場(chǎng)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(fēng)力發(fā)電機(jī)。</p><p>　　表1.1顯示了2001年1月世界范圍內(nèi)的裝機(jī)容量，但是很顯然，隨著這樣的增長(zhǎng)速度，一些國(guó)家的這些數(shù)據(jù)將很快過時(shí)。</p><p>　　表1.1 2001年1月世界范圍內(nèi)裝機(jī)容量</p><p>　　風(fēng)能在一些國(guó)家能夠蓬勃發(fā)展，而其他一些國(guó)家沒

49、有發(fā)揮它的潛力，可能是因?yàn)檫@些國(guó)家考慮到風(fēng)能資源利用的復(fù)雜性。重要原因包括為風(fēng)力發(fā)電提供的</p><p>　　財(cái)政支持機(jī)制，地方規(guī)劃局允許用于建造風(fēng)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(duì)風(fēng)力發(fā)電廠對(duì)環(huán)境的影響的關(guān)注，現(xiàn)在越來越關(guān)注風(fēng)場(chǎng)的選址。</p><p>　　1.2 現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電</p><p>　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fēng)輪面積，U為風(fēng)速。</p><p>　　空氣密度相當(dāng)?shù)?，比水壓?00倍，所以這就直接導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)需要大尺寸。取決于設(shè)計(jì)風(fēng)速的選擇，一臺(tái)1.5兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)可能會(huì)有60m直徑的轉(zhuǎn)子。功率描述為風(fēng)能被轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的系數(shù)。它有一個(gè)

51、理論最大值0.593（貝茲極限），而較低的峰值能夠在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)。風(fēng)輪的功率系數(shù)隨著速度比率峰值變化并且僅僅是一個(gè)最大的速度比率峰值。通過不斷優(yōu)化的詳細(xì)設(shè)計(jì)和在變速情況下運(yùn)行，風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)得到不斷改進(jìn)，有可能在超出設(shè)計(jì)風(fēng)速的同時(shí)保持最大風(fēng)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(dá)到增加輸出功率的目的，主要靠增大風(fēng)輪掃掠面積或者將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝在更大的風(fēng)速區(qū)域。</p><p>　　過去十年到

52、現(xiàn)在風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪直徑陸續(xù)有增加，從30m直徑增加到超過60m直徑。風(fēng)輪直徑增大一倍就可以增大四倍的風(fēng)能功率輸出。當(dāng)然，風(fēng)速同樣影響功率輸出，雙倍風(fēng)速將更為突出的使風(fēng)能功率輸出增加8倍。因此，要充分考慮確保風(fēng)電場(chǎng)建立在風(fēng)速大的區(qū)域，并且風(fēng)力發(fā)電機(jī)位于風(fēng)場(chǎng)的最佳位置。在一些國(guó)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(fēng)速。</p><p>　　在過去的一些研究中，為了確定最佳的風(fēng)力發(fā)電機(jī)大小以平衡全部

53、的制造，安裝成本和運(yùn)行各尺寸風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)生產(chǎn)的收益。根據(jù)已生產(chǎn)的風(fēng)力機(jī)的假設(shè)，結(jié)果表明風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪直徑在35-60米時(shí)能獲得最低的能源成本。然而，這些假設(shè)將顯現(xiàn)得相當(dāng)?shù)?，并且風(fēng)輪直徑?jīng)]有明顯的數(shù)字，因此，風(fēng)力機(jī)輸出功率將是有限的，特別是海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)。</p><p>　　所有現(xiàn)代的風(fēng)力發(fā)電機(jī)都使用來自葉片的升力來驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪，高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)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(shí)比（葉片面積和風(fēng)輪