高效率微型風力發(fā)電系統(tǒng)設計與研究.pdf

1、隨著世界經濟的快速發(fā)展，導致傳統(tǒng)的能源日益枯竭，且易帶來嚴重的環(huán)境污染問題，為有效提高能源的利用效率，可再生清潔能源的開發(fā)和應用成為當前能源研究的熱點課題。風能作為自然界中的可再生清潔能源，已經成為新能源研究的主要課題之一，提高風能利用率受到各個國家的高度關注，開發(fā)大規(guī)模的風電場和高效率的小型風力發(fā)電機是風力發(fā)電的研究熱點，很多國家把風電研究列為國家戰(zhàn)略攻關項目。
　　本文件設計了自跟蹤式集風罩裝置，開發(fā)了一套垂直軸的高效率小型風

2、力發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括集風罩、風力機、發(fā)電機、負載和塔架。系統(tǒng)的設計原理是以空氣動力學和流體力學為基礎，根據動能模型和動量模型，得出風能和速度的關系，結合連續(xù)性方程、伯努利能量方程，設計了直線型和外凸型兩種集風裝置，集風罩進出風口的直徑比例為3，支架中心位于大口徑一端，利用力矩不平衡實現集風罩自動對風功能；為了提高風能應用效率，我們采用增加風葉數量來提高受風面積，風力機采用7葉風扇改裝而成；發(fā)電機采用永磁直流電動機改裝，模擬負載為1

3、0歐姆的電阻。為了得到不同速度的勻速風場，采用車載風力發(fā)電機勻速運動模擬自然風，測試車速為15、20、25、30和35千米/小時五個不同速度，等價于自然風的3、3.5、4、4.5、5級風速。本文采用數字電壓表測試了有集風罩和無集風罩條件下負載兩端的電壓，測試結果表明：集風罩對風速提升顯著，進而提高了風能密度，提升了發(fā)電機的輸出功率。從輸出電壓平均值來看，集風罩可以使自然風速增加3米/秒，約一個等級，即有集風罩在3級風速下輸出電壓和無集風