年平均风速在2.7m/s能不能安装风力发电机
来源:新能源网
时间:2024-08-17 12:21:29
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年平均风速在2.7m/s能不能安装风力发电机【专家解说】:风力机是将风能转换为机械功的动力机械,又称风车。广义地说,它是一种以太阳为热源,以大气为工作介质的热能利用发动机。 许多世
【专家解说】:风力机是将风能转换为机械功的动力机械,又称风车。广义地说,它是一种以太阳为热源,以大气为工作介质的热能利用发动机。
许多世纪以来,风力机同水力机械一样,作为动力源替代人力、畜力,对生产力的发展发挥过重要作用。近代机电动力的广泛应用以及二十世纪50年代中东油田的发现,使风力机的发展缓慢下来。
70年代初期,由于“石油危机”,出现了能源紧张的问题,人们认识到常规矿物能源供应的不稳定性和有限性,于是寻求清洁的可再生能源遂成为现代世界的一个重要课题。风能作为可再生的、无污染的自然能源又重新引起了人们重视。
风车最早出现在波斯,起初是立轴翼板式风车,后又发明了水平轴风车。风车传入欧洲后,15世纪在欧洲已得到广泛应用。荷兰、比利时等国为排水建造了功率达66千瓦以上的风车。18世纪末期以来,随着工业技术的发展,风车的结构和性能都有了很大提高,已能采用手控和机械式自控机构改变叶片桨距来调节风轮转速。
风力机用于发电的设想始于1890年丹麦的一项风力发电计划。到1918年,丹麦已拥有风力发电机120台,额定功率为5~25千瓦不等。第一次世界大战后,制造飞机螺旋桨的先进技术和近代气体动力学理论,为风轮叶片的设计创造了条件,于是出现了现代高速风力机。
在第二次世界大战前后,由于能源需求量大,欧洲一些国家和美国相继建造了一批大型风力发电机。1941年,美国建造了一台双叶片、风轮直径达53.3米的风力发电机,当风速为13.4米/秒时输出功率达1250千瓦。
英国在50年代建造了三台功率为100千瓦的风力发电机。其中一台结构颇为独特,它由一个26米高的空心塔和一个直径24.4米的翼尖开孔的风轮组成。风轮转动时造成的压力差迫使空气从塔底部的通气孔进入塔内,穿过塔中的空气涡轮再从翼尖通气孔溢出。法国在50年代末到60年代中期相继建造了三台功率分别为1000千瓦和800千瓦的大型风力发电机。
现代的风力机具有增强的抗风暴能力;风轮叶片广泛采用轻质材料;运用近代航空气体动力学成就,使风能利用系数提高到0.45左右;用微处理机控制,使风力机保持在最佳运行状态:发展了风力机阵列系统;风轮结构形式多样化。
法国人在20年代发明的垂直轴风轮在淹没了半个多世纪之后,已成为最有希望的风力机型之一。这种结构有多种形式,它具有运转速度高、效率高和传动机构简单等优点,但需用辅助装置起动。人们还提出了许多新的设想,如旋涡集能式风力机,据估计这种系统的单机功率将100~1000倍于常规风力机。
中国利用风车的历史至少不晚于13世纪中叶,曾建造了各种形式的简易风车碾米磨面、提水灌溉和制盐。直到20世纪50年代仍可见到“走马灯”式风车。
太阳对大气层的不均匀照射和地球表面吸热能力的不同,在大气层中引起冷热空气的强烈对流而形成风。风的动能与风速的三次方成正比。
风力机的主要部件是风能接收装置。一般说来,凡在气流中能产生不对称力的物理构形都能成为风能接收装置,它以旋转、平移或摆动运动而发出机械功。
风力机大都按风能接收装置的结构形式和空间布置来分类,一般分为水平轴结构和垂直轴结构两类。以风轮作为风能接收装置的常规风力机为例,按风轮转轴相对于气流的方向可分为水平轴风轮式(转轴平行于气流方向)、侧风水平轴风轮式(转轴平行于地面、垂直于气流方向)和垂直轴风轮式(转轴同时垂直于地面和气流方向)。
广义风力机还包括那些利用风力产生平移运动的装置,如风帆船和中国古代的加帆手推车等。但无论何种类型的风力机,都是由风能接收装置、控制机构、传动和支承部件等组成的。近代风力机还包括发电、蓄能等配套系统。
风力机的经济效益在相当大程度上取决于安装地点的风力状态,通过气象测量可得到安装地点的一条风速持续曲线。输出功率随风速增高逐渐增大,当风速持续增高时,通过调节叶片桨距或其他方法可使功率输出稳定在额定值。
世界上已有数万台风力机在运行,作为辅助能源正在发挥这巨大的作用。但风力机仍存在若干不足之处,首先是能量输出不稳定,特别是大型风力机的利用率低,作为独立能源的条件还不具备;其次,风力机的安全可靠性尚无充分保障;另外,风力机的成本在短期内尚不足以与矿物燃料相竞争。但是,随着人类对能源需求量的日益增多和科学技术的发展,上述问题终会得到解决。
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