文档介绍：风力发电基础知识
1-1 风与风力资源
一、风的产生与特性
产生:风是地球外表大气层由于太阳的热辐射而引起的空气流动;大气压差是风产生的根本原因。
特性:周期性、多样性、复杂性
二、风的能量与测量
1、产生能量的基本要素: 风具有一定的质量和速度。
2、风能的一些主要特性参数:如风能、风能密度、风速与风级、风向与风频以及风的测量等。
1)风能:空气运动产生的动能称为“风能”。
2)风能密度:单位时间内通过单位截面积的风能。
3)风速与风级:风速就是空气在单位时间内移动的距离,国际上的单位是米/秒(m/s)或千米/小时(km/h)。分13级
4)风向与风频:通常把风吹来的地平方向定为风的方向,即风向。风频是指风向的频率,即在一定时间内某风向出现的次数占各风向出现总次数的百分比,
5)风的测量:风的测量仪器主要有风向器、杯形风速器和三杯轻便风向风速表等。
3、风中的能量
风中蕴含的能量是动能,故
P=1/2ρAV3
可用风能与风速的立方成正比,风速的轻微增加会导致功率的显著增加
风能还受气压及温度的影响(大约10-15%)
风能还与叶轮扫略面积成正比
4、功率系数
功率系数(Cp)描述风机将风能转换为机械能的效率
风中的能量无法全部被风机转换,其理论最高限度Cp(max)=,通常被称为贝茨因数。
式中λ表示叶尖速比;ω表示风轮转速;R:表示风轮半径;V表示风速;β表示桨叶节距角
风力机特性曲线通常由一簇风能
利用系数Cp曲线来表示
5、风机的实际输出功率
P=×ρ×A× Cp×V3×Ng×Nb
其中
P为风机输出功率
ρ为空气比重
A为扫掠面积
Cp为功率系数
V为风速
Ng为发电机效率
Nb为齿轮箱效率
三、风力发电特点及优势:
它是一种安全可靠的发电方式,随着大型机组的技术成熟和产品商品化的进程,风力发电成本降低。
风力发电不消耗资源、不污染环境,具有广阔的发展前景,
建设周期一般很短,一台风机的运输安装时间不超过三个月,万千瓦级风电场建设期不到一年,而且安装一台可投产一台;
装机规模灵活,可根据资金多少来确定,为筹集资金带来便利;
运行简单,可完全做到无人值守;
实际占地少,机组与监控、变电等建筑仅占风电场约1%的土地,其余场地仍可供农、牧、渔使用;
对土地要求低,在山丘、海边、河堤、荒漠等地形条件下均可建设,
在发电方式上还有多样化的特点,既可联网运行,也可和柴油发电机等级成互补系统或独立运行,这对于解决边远无电地区的用电问题提供了现实可能性。