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小型风力发电机的风能利用率及设计方法分享

小型风力发电机的风能利用率及设计方法分享

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小型风力发电机垂直轴风力发电机的叶片规划,曾经也是按照水平轴的规划办法,依靠叶素理论来规划。因为垂直轴风轮的流动比水平轴更加杂乱,是典型的大别离非定常流动,不适合用叶素理论进行分析、规划,这也是垂直轴风力发电机长期得不到发展的一个重要原因。


小型风力发电机的风能利用率


大型水平轴风力发电机的风能利用率,绝大部分是由叶片规划方核算所得,一般在40%以上。如前所述,因为规划办法本身的缺陷,这样核算所得的风能利用率的准确性很值得置疑。当然,风电厂的风力发电机都会依据测得的风速和输出功率绘制风功率曲线,但是,此时的风速是风轮后部测风仪测得的风速拜见,要小于来流风速,风功率曲线偏高,有必要进行批改。


使用批改办法批改后,水平轴的风能利用率要下降30%~50%。关于小型水平轴风力发电机的风能利用率,中国空气动力研究与发展中心曾做过相关的风洞试验,实测的利用率在23%~29%。


小型风力发电机的叶片在旋转一周的过程中,受惯性力和重力的综合效果,惯性力的方向是随时改变的,而重力的方向始终不变,这样叶片所受的是一个交变载荷,这关于叶片的疲劳强度是非常晦气的。另外,水平轴的发电机都置于几十米的高空,这给发电机的装置、保护和检修带来了很多的不便。


垂直轴风轮的叶片在旋转的过程中的受力情况要比水平轴的好的多,因为惯性力与重力的方向始终不变,所受的是恒定载荷,因此疲劳寿数要比水平轴风轮长。一起,垂直轴的发电机可以放在风轮的下部或是地上,便于装置和保护。


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