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小型風力發(fā)電機的風能利用率
2021-07-09

小型風力發(fā)電機組的垂直軸風力機葉片設計過去是基于水平軸的設計方法,依靠葉片單元理論。由于垂直軸風力機的流動比水平軸更加復雜,是典型的大分離非定常流動,不適合用葉素理論進行分析和設計,這也是垂直軸風力機長期發(fā)展的重要原因。

大型水平軸風力機的風能利用率大多由葉片設計師計算,一般在40%以上。如前所述,由于設計方法本身的缺陷,計算風能利用率的準確性值得懷疑。當然,風力發(fā)電廠的風力發(fā)電機組的風電功率曲線是根據(jù)測得的風速和輸出功率繪制的,但此時的風速是風輪后部的風速計測得的風速。

應用修正方法后,橫軸風能利用率將降低30%~50%。關于小型水平軸風力發(fā)電機組的風能利用率,中國空氣動力學研究開發(fā)中心已經做了相關的風洞實驗,實測利用率在23%-29%之間。

當小型風力發(fā)電機的葉片旋轉一次時,會受到慣性力和重力的影響。慣性力的方向隨時變化,而重力的方向不變,所以葉片承受交變載荷,對葉片的疲勞強度非常不利。此外,水平軸發(fā)電機都放置在幾十米的高度,給發(fā)電機的安裝、維護和檢修帶來了很多不便。

垂直軸風輪葉片在旋轉過程中的受力情況要比水平軸風輪好得多。由于慣性力和重力方向始終不變,承受恒定載荷,所以疲勞壽命比水平軸風輪長。同時,垂直軸的發(fā)電機可以放置在風輪的下部或地面上,便于安裝和維護。

關鍵詞:小型風力發(fā)電機



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