浅谈风力发电机叶片优化设计方法作者:王迪来源:《中国科技博览》2018年第24期 [海绵真空吸盘摘 要]随着环境污染日益严重,越来越多的国家投入到可再生能源技术的研究中,风能是成熟的一种清洁能源,本文针对风力发电机进行深入研究。首先针对叶片设计参数进行分析,然后又提出了叶片优化设计,在完善叶片设计的同时,提高风力发电机的风能转换效率,以期为设计人员提供一种全新的设计参考模式。
[关键词]风况参数;扫略面积;遗传算法
双向推车中图分类号:S355 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)24-0339-01
出水服务引言
我国的东南沿海地带风能资源极为丰富,有效利用这些能源,就能够在一定程度上缓解能源压力。风能的应用形式有很多,其中风力发电机最为常见,但是新时期对能源的需求较大,因此必须要提高风力发电机的利用率,这就意味着要对风力发电机中的风轮叶片进行优 化设计。
1.风力发电机叶片设计参数
工字钮风轮是风力发电机中的重要组成部分,风力发电机利用风轮将风能转化为机械能,因此判断一个风力发电机性能优良的关键就是风轮叶片。
1.1 风况参数
在设计风力发电机的叶片时,首先需要考虑的就是风切变情况。风切变是指同一地点在垂直方向上因为高度不同风速也会发生变化,风速会随着高度的上升而增加,具体的函数变化规律如下:,其中Vn表示在高度Zn时的风速,而Vi表示高度在Zi时的风速。通过对上述公式的计算就能够得出在固定高度处的风速,比如,当近地面1m处的风速分别为3m/s、4m/s、6m/s时,高度30m处的风速为6m/s、8m/s、12m/s[1]。除此之外,还要考虑年平均风速、风速的概率密度函数等风况参数。
1.2 风轮直径
风轮直径是风轮在旋转平面上显现出来的投影圆直径被称为风轮直径,风轮直径的大小直接决定了风轮能够产生的功率,而风轮直径的大小又是由风力发电机的额定功率所决定的。除此之外,风力发电机所在区域的海拔高度、风轮风能的转换效率、传动系统以及发电机的效率因素等都会对风轮直径的大小造成影响,因此在风力发电机的设计中,还要对风力发电机的输出功率进行计算,具体公式如下:,其中字母P表示的是风力发电机的额定功率,ρ为空气密度,V为设计风速,D为风轮直径,Cp代表着风能利用系数,而电机效率和传动效率则用η1和欧米伽3榨油机η2代表。
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