风力机的特性系致

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1、风力机的特性系数风力机的特性系数一、风能利用系数一、风能利用系数Cp风力机从自然风能中吸取能量的大小程度用风能利用系用风力机从自然风能中吸取能量的大小程度用风能利用系用Cp表示表示二、叶尖速比 为了表尔风轮运行速度的快慢,用叶片的叶尖圆周速度与风速之比来衡量,称为叶尖速比VRVRn2三、实度 风轮的叶片面积与风轮的扫风面积之比称为实度。它也是描述风力机特性的重要特征数 风轮的实度 是与其叶尖速比相联系的,不同风轮的 值与的关系见图。装置负荷量的估算 设计风力发电装置时,首先应了解各种电器的功率和用电时间如果是用于提水,则需要计算提水所需要消耗的机械能,才能确定风力机的额定负荷和尺寸,现分述如下
2、。 一、电负荷的推算 在进行电负荷计算时,需要了解所用电器的耗电量和使用的时间。 准确的估算办法是四出每日的电能消耗图,再按月进行汇总以家用电器为例,可画出如图329所尔的图形。 或者参照表32进行估算二、机械负荷估算 机械负荷是指将风动力装置直接用于提水、谷物加工或压缩空气时所需要带动的负荷。现以风力提水为例讨论如下。 (一)图为一典型的风力提水装置,为了确定所需要的机械负荷大小,首先要知道水井的深度H1和水棺的高度H2 1如果井水面与贮水槽之间有较长的管道,则管内的水头损失不能忽略,这部分损失使水泵的负荷增大。 水头损失水头损失系数管道全长,m 2上式末计及管接头的水头损失如果管道很长,而
3、接头损失影响不大,可以忽略。 (二)水泵所需的功率 设扬水量为Q(Lmin)、扬程为H(m),则扬水所需功率为QHQHp163. 0601021000pskWQHQHp22. 060751000 (三)如果需要估算能量的总耗量,必须知道每日或每月的用水量。 这时,如果采用功率P05Ps额定流量Q40Lmin的水泵,则这台风力提水机每月需运行的时间为:输出功率与风能的关系 一、装置的总效率 为了求得风能装置的总体尺寸,除了考虑风力机本身的转换效率以外,还得考虑风力机的其他损失,如传动机构损失、发电机损失、泵损失等。 以风力发电装置为例,右取风力机效率为70,传功效率和发电机效率为80,因理想风力
4、机的风能利用系数为593,所以装置的风能利用系数为 二、工作风速与输出功率的关系 起动风速,停车风速,额定风速 1如果增大发电机的容量(额定功率),可以更有效地利用含能量大的高风速; 2如果提高风力机的工作风速,在转速变化情况下,功率按速度的三次方增加,但额定功率般受发电机容量的限制不能增大; 3为使供电频率稳定和出于防振技术方面的原因,风力机应尽可能以稳定的或变化很小的转速工作所以风力机就不可能在任何风速下部以最佳的功率系数和叶尖速比工作,在固定的额定的速下,CP值不再与有关,而是仅取决广风速v 一般风力发电机的功率有两个明显的相反趋势;一方面,气流中所含的动能以风速的三次方增大,另一方面功
5、率系数Cp在开始阶段随风速增大而增大,至于额定风速的某风速值时达到最大值,之后便开始减小。 4额定风速Vnom的选择直接影响风力机的年能量输出,现举一例加以说明: 图336是两种1000w风力发电机的功率曲线。发电机A的启动风速是3.5m/s,额定风速是8m/s。发电机B的启动风速是4.5m/s,额定风速是12ms。出此可知,风车A的直径应比B大 设某地一个月的风况曲线如图337所示。如果把一个月720小时每隔20小时分为一格,则利用每格对应的风速关系和图336,可以方便的计算出发电机的输出功率,如表34所示 由上表可知,从发电机A得到的电能为228kWh/月,从B得到的是82kwh/月。 从