高效率微型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，導(dǎo)致傳統(tǒng)的能源日益枯竭，且易帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，為有效提高能源的利用效率，可再生清潔能源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用成為當(dāng)前能源研究的熱點(diǎn)課題。風(fēng)能作為自然界中的可再生清潔能源，已經(jīng)成為新能源研究的主要課題之一，提高風(fēng)能利用率受到各個(gè)國(guó)家的高度關(guān)注，開(kāi)發(fā)大規(guī)模的風(fēng)電場(chǎng)和高效率的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)是風(fēng)力發(fā)電的研究熱點(diǎn)，很多國(guó)家把風(fēng)電研究列為國(guó)家戰(zhàn)略攻關(guān)項(xiàng)目。
　　本文件設(shè)計(jì)了自跟蹤式集風(fēng)罩裝置，開(kāi)發(fā)了一套垂直軸的高效率小型風(fēng)

2、力發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括集風(fēng)罩、風(fēng)力機(jī)、發(fā)電機(jī)、負(fù)載和塔架。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理是以空氣動(dòng)力學(xué)和流體力學(xué)為基礎(chǔ)，根據(jù)動(dòng)能模型和動(dòng)量模型，得出風(fēng)能和速度的關(guān)系，結(jié)合連續(xù)性方程、伯努利能量方程，設(shè)計(jì)了直線型和外凸型兩種集風(fēng)裝置，集風(fēng)罩進(jìn)出風(fēng)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(shí)現(xiàn)集風(fēng)罩自動(dòng)對(duì)風(fēng)功能；為了提高風(fēng)能應(yīng)用效率，我們采用增加風(fēng)葉數(shù)量來(lái)提高受風(fēng)面積，風(fēng)力機(jī)采用7葉風(fēng)扇改裝而成；發(fā)電機(jī)采用永磁直流電動(dòng)機(jī)改裝，模擬負(fù)載為1

3、0歐姆的電阻。為了得到不同速度的勻速風(fēng)場(chǎng)，采用車(chē)載風(fēng)力發(fā)電機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)模擬自然風(fēng)，測(cè)試車(chē)速為15、20、25、30和35千米/小時(shí)五個(gè)不同速度，等價(jià)于自然風(fēng)的3、3.5、4、4.5、5級(jí)風(fēng)速。本文采用數(shù)字電壓表測(cè)試了有集風(fēng)罩和無(wú)集風(fēng)罩條件下負(fù)載兩端的電壓，測(cè)試結(jié)果表明：集風(fēng)罩對(duì)風(fēng)速提升顯著，進(jìn)而提高了風(fēng)能密度，提升了發(fā)電機(jī)的輸出功率。從輸出電壓平均值來(lái)看，集風(fēng)罩可以使自然風(fēng)速增加3米/秒，約一個(gè)等級(jí)，即有集風(fēng)罩在3級(jí)風(fēng)速下輸出電壓和無(wú)集風(fēng)