风力机设计理论及方法第2章 风力机的类型与结构[精选].ppt

发电机叶片即将装在高大的机身上 工人们陆续安装好其它海上风力发电机 南澳地处台湾海峡西南端喇叭口，风力资源丰富，风电场年平均风速达8.54米/秒，年有效风速时数超过7000小时，有效风能密度达1011瓦/平方米，风况属世界最佳之列，是我国少有的可以大规模开发风力发电场的地域之一。 已安装风力机132台, 总装机容量达57MW,年发电量达1.1亿千瓦时,成为亚洲海岛最大的风力发电场. 1、广东省南澳风电场 南澳风电场图 2、达坂城风力发电一场 达坂城风力发电一场位于兰新铁路及乌喀公路一侧，达坂城谷地，年平均风速8.1m/s。 新疆水利厅1986年成立新疆风能公司、新疆风能研究所、新疆新风科工贸有限责任公司“三位一体”的高科技实体。 1989年建成了当时亚洲最大的大型风力发电场，并成功地高质量运行管理至今，新疆金风科贸公司现装机42台，总容量18.4MW。 大阪城风电场图 3、辉腾锡勒风电场 辉腾锡勒风电场是1995年成立的风电企业。场址位于内蒙中旗，海拔2010～2131m，风速7.4～8.2m/s。规划容量1200MW，年发电量33亿千瓦时。 现装机72台，总容量42.7MW。 股东：龙源电力集团公司(50%) 辉腾锡勒风电场图 　 国家特许权示范项目——江苏龙源如东100.5兆瓦风力发电量超过1亿千瓦时。 　　位于南黄海之滨的如东县环港外滩耸立起风电机组，实现了江苏作为经济大省风电“零的突破”。记者获悉,如东风电特许权二期后续49.5兆瓦项目正在小洋口港全面铺开，全部33台风电机组计划于年底建成发电。同时，100.5兆瓦项目也将于年底实现吊装33台风电机组的目标。届时，南通黄海之滨将成为全国乃至亚洲最大、最先进的风电场，年发电量将达到6亿千瓦时。 4、南通将建成亚洲最大风电场 威海风电场图 翼型空气动力特性的好坏直接影响风力机的性能，翼型的形状也影响叶片的主体结构形式。 设计原则：使单位叶素有最大的功率利用系数。 但风力机的工作条件和飞机有较大的区别： 一方面风力机叶片工作时，其攻角变化范围大； 另一方面风力机叶片设计要考虑低雷诺数的影响，风力机和飞机工作的雷诺数范围有所不同，其影响将就也不完全一样， 2.3、翼型介绍 设计实践表明，使用航空翼型虽然可以得到很高的升阻比，但是在低雷诺数环境下，航空翼型易于发生泡式分离，从而使升阻比特性恶化。 另外，航空翼型对表面粗糙度比较敏感，在翼型几何形状由于灰尘、结冰等原因发生变化时，翼型的气动特性往往也会迅速恶化，从而不适于直接作为风力机叶片翼型使用。 因此，选择翼型常根据以下原则：对低速风轮，由于叶片数较多，不需要特殊的翼型升阻比；对于高速风轮，叶片数较少，应选择在很宽的风速范围内具有较高的升阻比和平稳失速特性的翼型，对粗糙度不敏感，以便获得较高的功率系数；另外要求翼型的气动噪声低。 （1）NACA XYZZ X表示翼型最大相对弯度的百倍数值；Y表示最大弯度相对位置的10倍数值；ZZ表示最大相对厚度的百倍数值。 NACA 2412表示翼型的相对弯度为2%，最大弯度在弦长的0.4位置处，相对厚度为12% （2）NACA XYWZZ X表示翼型弯度，这个数乘以3/2就是设计升力系数的10倍；Y表示最大弯度相对位置的20倍；W表示中弧线后段的类型：直线取1，其他取0；ZZ表示最大相对厚度的百倍数值。 NACA 23012表示设计升力系数为2 ×(3/20)=0.3 ,最大弯度在30/20=1.5，中弧线后段为直线，相对厚度为12% （4） NACA 653-218 6表示六系列；5表示厚度分布使零升力下的最小压力位置的0.5位置处；3表示有利升力系数范围为±0.3；2表示设计升力系数为0.2；18表示相对厚度为18%。 （3）NACA XXXX-YY或NACA XXXXX-YY X为未修改的NACA四、五位数字翼型的表达式；第一个Y表示前缘半径的大小，第二个Y表示最大厚度相对位置的10倍数值。 这种翼型具有较高的升阻比和较大的升力系数，其失速时对翼型表面的粗糙度敏感也较低。对于直径为10-30m风轮的叶片设计了SERI S805 A翼型，应用该翼型系列时主要用于年平均风速在10m高度处为4.5-6.2之间的风场。 该翼型由美国国家可再生能源实验室所研制，主要应用与大中型叶片，有3个薄翼型族和3个厚翼型族。这些翼型能有效减小由于昆虫残骸和灰尘积累使桨叶表面粗糙度增加而造成的风轮性能下降，并且能增加能量最大输出和改善功率控制。 2.1、风力发电机的分类： 1、按风轮轴与地面的相对位置，可分为水平轴式和垂直轴式。 2、按风轮相对于塔架的位置，分为上风式和下风式； 3、按叶片数量，分为单叶片、双叶片、三叶片、四叶片和多叶片式。 4、从叶片型式上分，有螺旋桨式、H型、S型等； 5、