什么是达里厄风力发电机组,有何特点
风能发电是物理变化,风的动能转为电能。风是一种没有公害的能源,利用风力发电非常环保,且能够产生的电能非常巨大,因此越来越多的国家更加重视风力发电。
风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大,全球的风能约为2.74×10^9MW,其中可利用的风能为2×10^7MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等,而现在,人们感兴趣的是如何利用风来发电。
风能发电原理
把风的动能转变成机械动能,再把机械能转化为电力动能,这就是风力发电。风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风车技术,大约是每秒三米的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。 风力发电正在世界上形成一股热潮,因为风力发电不需要使用燃料,也不会产生辐射或空气污染。
风力发电所需要的装置,称作风力发电机组。这种风力发电机组,大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。(大型风力发电站基本上没有尾舵,一般只有小型(包括家用型)才会拥有尾舵)
风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件,它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时,桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻,目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。(现在还有一些垂直风轮,s型旋转叶片等,其作用也与常规螺旋桨型叶片相同)
由于风轮的转速比较低,而且风力的大小和方向经常变化着,这又使转速不稳定;所以,在带动发电机之前,还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱,再加一个调速机构使转速保持稳定,然后再联接到发电机上。为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率,还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。
铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般修建得比较高,为的是获得较大的和较均匀的风力,又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况,以及风轮的直径大小而定,一般在6-20米范围内。
发电机的作用,是把由风轮得到的恒定转速,通过升速传递给发电机构均匀运转,因而把机械能转变为电能。
风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行;中国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高,但它不是只由一个发电机头组成的,而是一个有一定科技含量的小系统:风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要,各部分功能为:叶片用来接受风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能。
一般说来,三级风就有利用的价值。但从经济合理的角度出发,风速大于每秒4米才适宜于发电。据测定,一台55千瓦的风力发电机组,当风速为每秒9.5米时,机组的输出功率为55千瓦;当风速每秒8米时,功率为38千瓦;风速每秒6米时,只有16千瓦;而风速每秒5米时,仅为9.5千瓦。可见风力愈大,经济效益也愈大。
在我国,现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。
我国的风力资源极为丰富,绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上,特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿,平均风速更大;有的地方,一年三分之一以上的时间都是大风天。在这些地区,发展风力发电是很有前途的。
风能发电种类:
水平轴风力发电机
水平轴风力发电机科分为升力型和阻力型两类。升力型风力发电机旋转速度快,阻力型旋转速度慢。对于风力发电,多采用升力型水平轴风力发电机。大多数水平轴风力发电机具有对风装置,能随风向改变而转动。对于小型风力发电机,这种对风装置采用尾舵,而对于大型的风力发电机,则利用风向传感元件以及伺服电机组成的传动机构。
风力机的风轮在塔架前面的称为上风向风力机,风轮在塔架后面的则成为下风向风机。水平轴风力发电机的式样很多,有的具有反转叶片的风轮,有的再一个塔架上安装多个风轮,以便在输出功率一定的条件下减少塔架的成本,还有的水平轴风力发电机在风轮周围产生漩涡,集中气流,增加气流速度。
垂直轴风力发电机
垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风,在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势,它不仅使结构设计简化,而且也减少了风轮对风时的陀螺力。
利用阻力旋转的垂直轴风力发电机有几种类型,其中有利用平板和被子做成的风轮,这是一种纯阻力装置;S型风车,具有部分升力,但主要还是阻力装置。这些装置有较大的启动力矩,但尖速比低,在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下,提供的功率输出低。
达里厄式风轮
是法国G.J.M达里厄于19世纪30年代发明的。在20世纪70年代,加拿大国家科学研究院对此进行了大量的研究,现在是水平轴风力发电机的主要竞争者。达里厄式风轮是一种升力装置,弯曲叶片的剖面是翼型,它的启动力矩低,但尖速比可以很高,对于给定的风轮重量和成本,有较高的功率输出。现在有多种达里厄式风力发电机,如Φ型,Δ型,Y型和H型等。这些风轮可以设计成单叶片,双叶片,三叶片或者多叶片。
双馈型发电机
随着电力电子技术的发展,双馈型感应发电机(Double-Fed Induction Generator)在风能发电中的应用越来越广。这种技术不过分依赖于蓄电池的容量,而是从励磁系统入手,对励磁电流加以适当的控制,从而达到输出一个恒频电能的目的。双馈感应发电机在结构上类似于异步发电机,但在励磁上双馈发电机采用交流励磁。我们知道一个脉振磁势可以分解为两个方向相反的旋转磁势,而三相绕组的适当安排可以使其中一个磁势的效果消去,这样一来就得到一个在空间旋转的磁势,这就相当于同步发电机中带有直流励磁的转子。双馈发电机的优势就在于,交流励磁的频率是可调的,这就是说旋转励磁磁动势的频率可调。这样当原动机的转速不定时,适当调节励磁电流的频率,就可以满足输出恒频电能的目的。由于电力电子元器件的容量越来越大,所以双馈发电机组的励磁系统调节能力也越来越强,这使得双馈机的单机容量得以提高。虽然,部分理论还在完善当中,但是双馈反应发电机的广泛应用这一趋势将越来越明显。
马格努斯效应风轮
马格努斯效应风轮,由自旋的圆柱体组成,当它在气流中工作时,产生的移动力是由于马格努斯效应引起的,其大小与风速成正比。有的垂直轴风轮使用管道或者漩涡发生器塔,通过套管或者扩压器使水平气流变成垂直气流,以增加速度,偶写还利用太阳能或者燃烧某种燃料,是水平气流变成垂直方向的气流。
风能发电优缺点
优点
1、清洁,环境效益好;
2、可再生,永不枯竭;
3、基建周期短;
4、装机规模灵活。
缺点
1、噪声,视觉污染;
2、占用大片土地;
3、不稳定,不可控;
4、目前成本仍然很高。
5、影响鸟类。
风力发电优点:
1、清洁,环境效益好;增加了国家能源生产的多样化。
2、可再生,永不枯竭;无温室气体排放。
3、基建周期短;在陆地上或海上都能建设。
4、装机规模灵活。运行和维护成本低。
风力发电是把风的动能转为电能。
风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大,全球的风能约为2.74×10^9MW,其中可利用的风能为2×10^7MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等,而现在,人们感兴趣的是如何利用风来发电。
达里厄风力发电机组特点
达里厄风力机是一种新开发的垂直轴式风力机,以法国发明者达里厄的名字命名,下图为普通的Φ形达里厄风力机和特殊的Δ形达里厄风力机。其叶片多为2—3枚。该风力机回转时与风向无关,是升力型的。它装置简单,成本也比较便宜,但起动性能差,因此也有人把这种风力机和一部萨布纽斯风力机组合在一起使用。
达里厄(Darrieus)风力发电机是最早的升力型垂直轴风力发电机,简称D叶轮。它是由法国一位名叫G.J.M.Darrieus工程师发明的,在1931年获得专利,但一直未得到重视,直到二十世纪六十年代末才开始引起注意。
根据达里厄风力发电机的形状可分为弯叶片和直叶片两种,比如 φ形,H形和△形等。叶片都具有翼型剖面(多为对称翼型),弯叶片(φ形)主要是使叶片只承受纯张力,不受离心力载荷,但其几何形状固定不变,不便采用变桨距方法控制转速,弯叶片制作成本比直叶片高。直叶片一般都采用横担式拉索支撑,以防止离心力引起大的弯曲应力。这些支撑将产生气动阻力,降低效率。而达里厄叶轮风机装置简单,成本也比较便宜,但启动性能差,因此,常常结合s风轮一起使用。
什么是达里厄风力发电机组,有何特点
达里厄(Darrieus)风力发电机是最早的升力型垂直轴风力发电机,简称D叶轮。它是由法国一位名叫G.J.M.Darrieus工程师发明的,在1931年获得专利,但一直未得到重视,直到二十世纪六十年代末才开始引起注意。经加拿大国家空气动力实验室和美国sandia实验室进行大量研究,达里厄风力发电机才具有了实用价值。与所...
达里厄型风力发电机达里厄风力发电机的分类
达里厄风力发电机根据其独特的叶片形状,主要分为弯叶片和直叶片两种类型。弯叶片,如φ形、H形和△形,其特点是叶片具有翼型剖面,通常为对称设计。这种设计使得叶片主要承受纯张力,避免了离心力带来的负载,但其几何形状固定,限制了变桨距控制转速的可能性。然而,弯叶片的制作成本相对较高。相比之下,...
风力发电种类
达里厄式风轮发明于19世纪,是水平轴风力发电机的竞争者,其弯曲叶片设计能提供高功率输出。双馈感应发电机利用电力电子技术,通过交流励磁调节输出恒频电能,为风能发电提供了新的解决方案。然而,中国的风电项目并非全然适合,工信部副部长苗圩指出,我国风沙环境对风力发电设备造成磨损,影响设备寿命。他认为能...
风力发电原理
2、垂直轴风力发电机:垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风,在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势,它不仅使结构设计简化,而且也减少了风轮对风时的陀螺力。3、达里厄式风轮:法国G。J。M达里厄于19世纪30年代发明的。在20世纪70年代,加拿大国家科学研究院对此进行了大量的研究,现在是水...
新型垂直轴风力发电机的简介
最早的垂直轴风力发电机是一种圆弧形双叶片的结构(Φ型或称为达里厄),由于其受风面积小,相应的启动风速较高,一直未得到大力发展,我国也在前几年做了一些尝试,但效果始终不理想。为何当初采用Φ型设计而没有用这种H型结构?实际上,这和科技的发展特别是电脑的发展密切相关的,由于H型垂直轴风力...
升力型垂直轴风力发电机的介绍
转速高,最大功率系数可达50%。垂直轴风力机也有升力型风力机,法国航空工程师达里厄(Darrieus)在1931年发明了升力型垂直轴风力机,后人习惯把升力型垂直轴风力机统称为达里厄风力机(D式风力机),下面介绍这种风力机的原理与结构。右图为H型垂直轴风力发电机,属于升力型垂直轴风力发电机的一种。
垂直轴风力发电机新型垂直轴风力发电机(H型)
与早期的Φ型(达里厄型)垂直轴风力发电机相比,H型叶片受风面积更大,可以在更低的启动风速下工作,因此在实际应用中更具优势。我国自2001年开始研究H型设计,并在2003年实现了产品的成熟,特别是在海岛和边疆地区,风光互补系统中广泛应用H型垂直轴风力发电机。目前,MUCE公司和日本某公司是主要的H型...
垂直轴风力发电机的分类
达里厄式风轮是一种升力装置,弯曲叶片的剖面是翼型,它的启动力矩低,但尖速比可以很高,对于给定的风轮重量和成本,有较高的功率输出。世界上有多种达里厄式风力发电机,如Φ型,Δ型,Y型和H型等。这些风轮可以设计成单叶片,双叶片,三叶片或者多叶片。其他形式的垂直轴风力发电机有马格努斯效应风轮...
风力发电机的风力发电机类型
21世纪初,中国、日本和欧洲几乎同时发明了一种新型的风力发电机,与最早的垂直轴风力发电机(达里厄型)不同,其效率高于水平轴风力发电机,且无噪音和转向机构,维护简单。这种新型风力发电机已成为欧美市场中小型风力发电机的首选。目前,世界上最大功率的50千瓦垂直轴风力发电机是由上海模斯电子设备有限...
风力发电是什么变化
达里厄式风轮是一种升力装置,弯曲叶片的剖面是翼型,它的启动力矩低,但尖速比可以很高,对于给定的风轮重量和成本,有较高的功率输出。现在有多种达里厄式风力发电机,如Φ型,Δ型,Y型和H型等。这些风轮可以设计成单叶片,双叶片,三叶片或者多叶片。双馈型发电机 随着电力电子技术的发展,双馈型...
政黎拜复: (1)桨叶式风力机 桨叶式风力机是一种阻力型风力机,因它的叶片形状而得名.这种风力机的关键集中在如何减少逆风方向叶片的阻力,对此有许多设计方案.使用遮风板的,也有改变迎风角的,不过桨叶式风力机的效率很低,除了在日本局部...
安吉县18683452661: 垂直轴风力发电机的分类 - ?
政黎拜复: 尽管风力发电机多种多样,但归纳起来可分为两类:①水平轴风力发电机,风轮的旋转轴与风向平行;②垂直轴风力发电机,风轮的旋转轴垂直于地面或者气流的方向.利用阻力旋转的垂直轴风力发电机有几种类型,其中有利用平板和杯子做成...
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