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1、水平軸與垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的不同在以下幾個(gè)方面：水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片葉片設(shè)計(jì),目前普遍采用的是動(dòng)量葉素理論,主要的方法有法、法等。但是,由于葉素理論忽略了各葉素之間的流動(dòng)干擾,同時(shí)在應(yīng)用葉素理論設(shè)計(jì)葉片葉 片時(shí)都忽略了翼型的阻力,這種簡(jiǎn)化處理不可避免地造成了結(jié)果的不準(zhǔn)確性,這種簡(jiǎn)化對(duì)葉片外形設(shè)計(jì)的影響較小,但對(duì)風(fēng)輪的風(fēng)能利用率影響較大。同時(shí),風(fēng)輪各葉片之間的干擾也十分強(qiáng)烈,整個(gè)流動(dòng)非常復(fù)雜,如果僅僅依靠葉素理論是完全沒有辦法得出準(zhǔn)確結(jié)果的。 0c57f3e 柴油發(fā)電機(jī)組 康明斯發(fā)電機(jī)組 垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片設(shè)計(jì),以前也是按照水平軸的設(shè)計(jì)方法,依靠葉素理論來設(shè)計(jì)。由于垂直
2、軸風(fēng)輪的流動(dòng)比水平軸更加復(fù)雜,是典型的大分離非定常流動(dòng),不適合用葉素理論進(jìn)行分析、設(shè)計(jì),這也是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期得不到發(fā)展的一個(gè)重要原因。 目前,大型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用率,絕大部分是由葉片設(shè)計(jì)方計(jì)算所得,一般在 40%以上。如前所述,由于設(shè)計(jì)方法本身的缺陷,這樣計(jì)算所得的風(fēng)能利用率的準(zhǔn)確性很值得懷疑。當(dāng)然,風(fēng)電廠的風(fēng)力發(fā)電機(jī)都會(huì)根據(jù)測(cè)得的風(fēng)速和輸出功率繪制風(fēng)功率曲線,但是,此時(shí)的風(fēng)速是風(fēng)輪后部 0c57f3e 柴油發(fā)電機(jī)組 康明斯發(fā)電機(jī)組 測(cè)風(fēng)儀測(cè)得的風(fēng)速參見,要小于來流風(fēng)速,風(fēng)功率曲線偏高,必須進(jìn)行修正。應(yīng)用修正方法修正后,水平軸的風(fēng)能利用率要降低 30%50%。對(duì)于小型水平軸風(fēng)
3、力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用率,中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心曾做過相關(guān)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn),實(shí)測(cè)的利用率在 23%29%。 水平軸風(fēng)輪的起動(dòng)性能好已經(jīng)是個(gè)共識(shí),但是根據(jù)中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心對(duì)小型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)所做的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)來看,起動(dòng)風(fēng)速一般在45m /s 之間,最大的居然達(dá)到 5.9m /s,這樣的起動(dòng)性能顯然是不能令人滿意的。垂直軸風(fēng)輪的起動(dòng)性能差也是目前業(yè)內(nèi)的共識(shí),特別是對(duì)于式 型風(fēng) 0c57f3e 柴油發(fā)電機(jī)組 康明斯發(fā)電機(jī)組 輪,完全沒有自啟動(dòng)能力,這也是限制垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)應(yīng)用的一個(gè)原因。但是,對(duì)于式 H 型風(fēng)輪,3所示,卻有相反的結(jié)論。根據(jù)筆者的研究發(fā)現(xiàn),只要翼型和安裝角選擇合適,完全能得到相
4、當(dāng)不錯(cuò)的起動(dòng)性能,通過對(duì)麟風(fēng) P2200 垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)來看,這種式 H 型風(fēng)輪的起動(dòng)風(fēng)速只需要 2m /s,優(yōu)于上述的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片在旋轉(zhuǎn)一周的過程中,受慣性力和重力的綜合作用,慣性力的方向是隨時(shí)變化的,而重力的方向始終不變,這樣葉片所受的就是一個(gè)交變載荷,這對(duì)于葉片的疲勞強(qiáng)度是非常不利的。另外,水平軸的發(fā)電機(jī)都置于幾十米 0c57f3e 柴油發(fā)電機(jī)組 康明斯發(fā)電機(jī)組 的高空,這給發(fā)電機(jī)的安裝、維護(hù)和檢修帶來了很多的不便。垂直軸風(fēng)輪的葉片在旋轉(zhuǎn)的過程中的受力情況要比水平軸的好的多,由于慣性力與重力的方向始終不變,所受的是恒定載荷,因此疲勞壽命要比水平軸
5、風(fēng)輪長(zhǎng)。同時(shí),垂直軸的發(fā)電機(jī)可以放在風(fēng) 輪的下部或是地面,便于安裝和維護(hù)。水平軸與垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的不同在以下幾個(gè)方面：水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片葉片設(shè)計(jì),目前普遍采用的是動(dòng)量葉素理論,主要的方法有法、法等。但是,由于葉素理論忽略了各葉素 0c57f3e 柴油發(fā)電機(jī)組 康明斯發(fā)電機(jī)組 之間的流動(dòng)干擾,同時(shí)在應(yīng)用葉素理論設(shè)計(jì)葉片葉片時(shí)都忽略了翼型的阻力,這種簡(jiǎn)化處理不可避免地造成了結(jié)果的不準(zhǔn)確性,這種簡(jiǎn)化對(duì)葉片外形設(shè)計(jì)的影響較小,但對(duì)風(fēng)輪的風(fēng)能利用率影響較大。同時(shí),風(fēng)輪各葉片之間的干擾也十分強(qiáng)烈,整個(gè)流動(dòng)非常復(fù)雜,如果僅僅依靠葉素理論是完全沒有辦 法得出準(zhǔn)確結(jié)果的。垂直軸風(fēng)力發(fā)
6、電機(jī)的葉片設(shè)計(jì),以前也是按照水平軸的設(shè)計(jì)方法,依靠葉素理論來設(shè)計(jì)。由于垂直軸風(fēng)輪的流動(dòng)比水平軸更加復(fù)雜,是典型的大分離非定常流動(dòng),不適合用葉素理論進(jìn)行分析、設(shè)計(jì),這也是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期得不到發(fā)展的一個(gè) 0c57f3e 柴油發(fā)電機(jī)組 康明斯發(fā)電機(jī)組 重要原因。目前,大型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用率,絕大部分是由葉片設(shè)計(jì)方計(jì)算所得,一般在 40%以上。如前所述,由于設(shè)計(jì)方法本身的缺陷,這樣計(jì)算所得的風(fēng)能利用率的準(zhǔn)確性很值得懷疑。當(dāng)然,風(fēng)電廠的風(fēng)力發(fā)電機(jī)都會(huì)根據(jù)測(cè)得的風(fēng)速和輸出功 率繪制風(fēng)功率曲線,但是,此時(shí)的風(fēng)速是風(fēng)輪后部測(cè)風(fēng)儀測(cè)得的風(fēng)速參見,要小于來流風(fēng)速,風(fēng)功率曲線偏高,必須進(jìn)行修正。應(yīng)
7、用修正方法修正后,水平軸的風(fēng)能利用率要降低 30%50%。對(duì)于小型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用率,中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心曾做過相關(guān)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn),實(shí)測(cè)的利用 0c57f3e 柴油發(fā)電機(jī)組 康明斯發(fā)電機(jī)組 率在 23%29%。水平軸風(fēng)輪的起動(dòng)性能好已經(jīng)是個(gè)共識(shí),但是根據(jù)中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心對(duì)小型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)所做的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)來看,起動(dòng)風(fēng)速一般在45m /s 之間,最大的居然達(dá)到 5.9m /s,這樣的起動(dòng)性能顯然是不能令人滿意的。垂直軸風(fēng)輪的起動(dòng) 性能差也是目前業(yè)內(nèi)的共識(shí),特別是對(duì)于式 型風(fēng)輪,完全沒有自啟動(dòng)能力,這也是限制垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)應(yīng)用的一個(gè)原因。但是,對(duì)于式 H 型風(fēng)輪,3所示,卻有相反的結(jié)論。根據(jù)筆者的研究發(fā)現(xiàn),只要翼型和安裝角選擇合適,完全能得到相當(dāng)不錯(cuò)的起動(dòng)性能,通過對(duì)麟風(fēng) P2200 垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng) 0c57f3e 柴油發(fā)電機(jī)組 康明斯發(fā)電機(jī)組 洞實(shí)驗(yàn)來看,這種式 H 型風(fēng)輪的起動(dòng)風(fēng)速只需要2m /s,優(yōu)于上述的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片在旋轉(zhuǎn)一周的過程中,受慣性力和重力的綜合作用,慣性力的方向是隨時(shí)變化的,而重力的方向始終不變,這樣葉片所受的就是一個(gè)交變載荷,這對(duì)于葉片的疲勞強(qiáng)度是 非常不利的。另外,水平軸的發(fā)電機(jī)都置于幾十米的高空,這給發(fā)電機(jī)的安裝、維護(hù)和檢修帶來了很多的不便。
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