第一篇：學(xué)習(xí)《風(fēng)力發(fā)電原理與應(yīng)用》后的心得體會(huì)

學(xué)習(xí)《風(fēng)力發(fā)電原理與應(yīng)用》后的心得體會(huì)

在湛藍(lán)天空下，四周安靜的時(shí)候，給人印象深刻的就是風(fēng)，它從你的耳畔掠過(guò)，從你的指尖流過(guò)，胸中濁氣滌蕩一空，在一呼一吸之間，身心也輕盈起來(lái)。在這個(gè)空氣清新、負(fù)氧離子濃密的地方，你可以自由自在地、毫無(wú)負(fù)擔(dān)地呼吸。這與清潔能源的大力發(fā)展，減少大氣污染有很大的關(guān)系，這也使得以風(fēng)能為代表的清潔能源在近年來(lái)快速的發(fā)展。

現(xiàn)今調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、減少溫室氣體排放、緩解環(huán)境污染、加強(qiáng)能源安全已成為國(guó)內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)，我國(guó)也對(duì)可再生能源的利用,特別是風(fēng)能開(kāi)發(fā)利用也給予了高度重視。我國(guó)風(fēng)能資源總量約42億千瓦，技術(shù)可開(kāi)發(fā)量約3億千瓦。目前東南沿海是最大風(fēng)能資源區(qū)，風(fēng)能密度為200W/M2～300W/M2，大于6m/s的風(fēng)速時(shí)間全年3000h以上就可取得較大經(jīng)濟(jì)效益。風(fēng)能與其他能源相比，有其明顯的優(yōu)點(diǎn)：蘊(yùn)量巨大、可以再生、分布廣泛、沒(méi)有污染。風(fēng)能和陽(yáng)光一樣，是取之不盡、用之不竭的再生能源。風(fēng)力發(fā)電沒(méi)有燃料問(wèn)題，不會(huì)產(chǎn)生輻射或二氧化碳公害，也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染。而且從經(jīng)濟(jì)的角度講，風(fēng)力儀器比太陽(yáng)能儀器要便宜九成多。中國(guó)風(fēng)能儲(chǔ)量很大、分布面廣，甚至比水能還要豐富。合理利用風(fēng)能，既可減少環(huán)境污染，又可減輕越來(lái)越大的能源短缺的壓力。

近年來(lái)，工程師們嘗試發(fā)展其他更好的方法利用風(fēng)力。風(fēng)力雖不很穩(wěn)定，但是比其他動(dòng)力資源要來(lái)得便利，因?yàn)椋L(fēng)向自由、清潔、不會(huì)產(chǎn)生不良的副作用。而且風(fēng)可以推陳出新、供應(yīng)不斷。利用風(fēng)力發(fā)電已越來(lái)越成為風(fēng)能利用的主要形式，受到世界各國(guó)的高度重視，而且發(fā)展速度最快。風(fēng)力發(fā)電通常有三種運(yùn)行方式。一是獨(dú)立運(yùn)行方式，通常是一臺(tái)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)向一戶(hù)或幾戶(hù)提供電力，它用蓄電池蓄能，以保證無(wú)風(fēng)時(shí)的用電。二是風(fēng)力發(fā)電與其他發(fā)電方式（如柴油機(jī)發(fā)電）相結(jié)合，向一個(gè)單位或一個(gè)村莊或一個(gè)海島供電。三是風(fēng)力發(fā)電并入常規(guī)電網(wǎng)運(yùn)行，向大電網(wǎng)提供電力；而且，通過(guò)一個(gè)學(xué)期對(duì)《風(fēng)力發(fā)電原理與應(yīng)用》的學(xué)習(xí)，使得我對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有了一定的了解，按照風(fēng)輪形式分類(lèi)：可分為垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。按照有無(wú)齒輪分類(lèi)：可分為直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)和雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種由風(fēng)力直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，亦稱(chēng)無(wú)齒輪風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，這種發(fā)電機(jī)采用多極電機(jī)與葉輪直接連接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方式，免去齒輪箱這一傳統(tǒng)部件。由于齒輪箱是目前在兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)中屬易過(guò)載和過(guò)早損壞率較高的部件，因此，沒(méi)有齒輪箱的直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，具備低風(fēng)速時(shí)高效率、低噪音、高壽命、減小機(jī)組體積、降低運(yùn)行維護(hù)成本等諸多優(yōu)點(diǎn)。雙饋風(fēng)電機(jī)組中，為了讓風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速相匹配，必須在風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)之間用齒輪箱來(lái)聯(lián)接，這就增加了機(jī)組的總成本；而齒輪箱噪音大、故障率高、需要定期維護(hù)，并且增加了機(jī)械損耗；機(jī)組中采用的雙向變頻器結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜；電刷和滑環(huán)間也存在機(jī)械磨損。雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)是采用了多級(jí)齒輪箱驅(qū)動(dòng)有刷雙饋式異步發(fā)電機(jī)。它的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)矩小，重量輕，體積小，變流器容量小，但齒輪箱的運(yùn)行維護(hù)成本高且存在機(jī)械運(yùn)行損耗。

通過(guò)一個(gè)學(xué)期對(duì)《風(fēng)力發(fā)電原理與應(yīng)用》的學(xué)習(xí)，也是得我對(duì)風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)越性有了更加深刻的理解，其優(yōu)越性可歸歸結(jié)為三點(diǎn)：第一，建造風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的費(fèi)用低廉，比水力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠或核電站的建造費(fèi)用低得多；第二，不需火力發(fā)電所需的煤、油等燃料或核電站所需的核材料即可產(chǎn)生電力，除常規(guī)保養(yǎng)外，沒(méi)有其他任何消耗；第三，風(fēng)力是一種潔凈的自然能源，沒(méi)有煤電、油電與核電所伴生的環(huán)境污染問(wèn)題。

更為重要的是風(fēng)電資源的開(kāi)發(fā)對(duì)環(huán)境來(lái)講，利遠(yuǎn)大于弊。雖然大量的風(fēng)能資源處于戈壁灘、大草原和沿海灘涂地區(qū)，給開(kāi)發(fā)帶來(lái)不便，但依靠后方力量的支援一定能夠克服。此外，雖然風(fēng)電建設(shè)要占用大面積的土地，旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)葉片可能產(chǎn)生噪音污染等，但在荒涼地區(qū)開(kāi)發(fā)風(fēng)電，對(duì)社會(huì)和環(huán)境影響非常少，不占用基本農(nóng)田，不存在與民爭(zhēng)地的矛盾。因此，在這些地區(qū)的大風(fēng)口建設(shè)風(fēng)電，不僅可以利用荒地清潔生產(chǎn)電力，還可以削弱風(fēng)速，減少冬春季節(jié)的揚(yáng)沙浮塵天氣。

第二篇：風(fēng)力發(fā)電原理教學(xué)大綱

中等職業(yè)學(xué)校風(fēng)力發(fā)電教學(xué)大綱

課程編號(hào):?978-7-111-35345-4?

課程名稱(chēng)：?風(fēng)力發(fā)電原理?

總 學(xué) 時(shí)：?64?

先修課程：?風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)，電子電工技術(shù)，電力電子?

一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)

本課程是風(fēng)能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的重要專(zhuān)業(yè)課。通過(guò)本課程學(xué)習(xí)使學(xué)生了解國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)，掌握風(fēng)力發(fā)電的基本原理，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基本結(jié)構(gòu)及各部分的特性，了解風(fēng)能資源的基本情況及評(píng)估方法，熟悉風(fēng)電場(chǎng)選址、運(yùn)行、維護(hù)的基本概念和技術(shù)，為學(xué)習(xí)后繼課程以及從事本專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)工作提供必要的理論基礎(chǔ)。

二、教學(xué)要求和內(nèi)容

?基本要求?：深刻理解、掌握風(fēng)力發(fā)電的基本原理，熟悉風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、齒輪箱、塔架、輔助裝置等各部件的基本結(jié)構(gòu)，參數(shù)指標(biāo)。了解風(fēng)資源的分布和評(píng)估技術(shù)，為進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)的選址和管理打下初步基礎(chǔ)。熟練掌握風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行、維護(hù)、并網(wǎng)控制和安全系統(tǒng)知識(shí)，為從事風(fēng)電場(chǎng)工作奠定理論基礎(chǔ)。

?基本內(nèi)容?：本課程主要內(nèi)容為緒論（風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展歷史、機(jī)組結(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)）；風(fēng)能及其轉(zhuǎn)換原理（風(fēng)的種類(lèi)及其特性，風(fēng)的測(cè)量及其評(píng)估，風(fēng)能資源的評(píng)估及風(fēng)電場(chǎng)選址概述，風(fēng)能轉(zhuǎn)換的基本原理，風(fēng)力機(jī)的特性）；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)（水平軸風(fēng)電機(jī)組的概述，風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)，風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)艙、主機(jī)架與偏航系統(tǒng)，塔架與基礎(chǔ)，風(fēng)電機(jī)組的其他部件）；風(fēng)力發(fā)電機(jī)（發(fā)電機(jī)的工作原理，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)）；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制機(jī)安全保護(hù)（風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)，風(fēng)力機(jī)控制，風(fēng)電機(jī)控制，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組信號(hào)檢測(cè)，控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，風(fēng)電機(jī)組的安全保護(hù)）；垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其發(fā)展概況，垂直軸風(fēng)力機(jī)的基本

原理）；離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)（離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用，微、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)，互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，儲(chǔ)能裝置）。

三、教學(xué)安排及方式

以課堂講授為主，課堂討論和實(shí)驗(yàn)為輔的教學(xué)手段。本課程的課堂教學(xué)中安排專(zhuān)題講授，采取開(kāi)放式教學(xué)方法，在課堂上學(xué)生可以隨時(shí)提出問(wèn)題。

四、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配

（一）學(xué)時(shí)安排

（二）教學(xué)方法

１ 重視實(shí)踐和實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)，堅(jiān)持“做中學(xué)、做中教”，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)過(guò)程中注重培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)、實(shí)事求是的工作態(tài)度和良好的職業(yè)素養(yǎng)。

２ 可以結(jié)合教學(xué)進(jìn)程，組織學(xué)生開(kāi)展常用工程材料、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械零部件的市場(chǎng)銷(xiāo)售情況調(diào)查；組織開(kāi)展以小論文、小制作、小發(fā)明、小改革等為載體的創(chuàng)新思維訓(xùn)練。

３ 階段性實(shí)習(xí)訓(xùn)練和綜合實(shí)踐模塊是本課程的重要組成部分，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行風(fēng)電原理基礎(chǔ)綜合能力訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)。教學(xué)中可結(jié)合專(zhuān)業(yè)背景，選擇合適的課題，制作綜合實(shí)踐任務(wù)書(shū)，要求學(xué)生完成綜合實(shí)踐報(bào)告，強(qiáng)化綜合能力培養(yǎng)。

五、考核與評(píng)價(jià)

１ 注重評(píng)價(jià)內(nèi)容的整體性，注重綜合素質(zhì)與能力評(píng)價(jià)，注重學(xué)生愛(ài)護(hù)工具、節(jié)省原材料、節(jié)約能源、規(guī)范與安全操作和保護(hù)環(huán)境等意識(shí)與觀念的評(píng)價(jià)。

２ 堅(jiān)持教師評(píng)價(jià)與學(xué)生自評(píng)、互評(píng)相結(jié)合，過(guò)程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià)相結(jié)合，定性描述和定量評(píng)價(jià)相結(jié)合，倡導(dǎo)采用表現(xiàn)性的評(píng)價(jià)方式。３ 根據(jù)不同學(xué)生的特點(diǎn)，對(duì)課程教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)要求可做進(jìn)一步的細(xì)化，考核與評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)要與教學(xué)目標(biāo)相對(duì)應(yīng)。４ 對(duì)階段實(shí)習(xí)訓(xùn)練和綜合實(shí)踐內(nèi)容獨(dú)立考核

第三篇：風(fēng)力發(fā)電的工作原理視頻與講解

風(fēng)力發(fā)電的工作原理視頻與講解：風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，風(fēng)力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國(guó)家風(fēng)力發(fā)電

很流行，我國(guó)也在西部地區(qū)大力提倡。因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電沒(méi)有燃料問(wèn)題，也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染，是一種特別好的發(fā)電方式風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車(chē)葉片旋轉(zhuǎn)，再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車(chē)技術(shù)，大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度（微風(fēng)的程度），便可以開(kāi)始發(fā)電。轉(zhuǎn)子葉片：捉獲風(fēng)，并將風(fēng)力傳送到轉(zhuǎn)子軸心?，F(xiàn)代600千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，每個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的測(cè)量長(zhǎng)度大約為20米，而且被設(shè)計(jì)得很像飛機(jī)的機(jī)翼。

1、2、火力發(fā)電的工作原理視頻與講解

水力發(fā)電的工作原理視頻與講解：水力發(fā)電的基本原理是利用水位落差，配合水輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力，也就是利用水

三峽大壩 的位能轉(zhuǎn)為水輪的機(jī)械能，再以機(jī)械能推動(dòng)發(fā)電機(jī)，而得到電力?？茖W(xué)家們以此水位落差的天然條件，有效的利用流力工程及機(jī)械物理等，精心搭配以達(dá)到 最高的發(fā)電量，供人們使用廉價(jià)又無(wú)污染的電力。

在河流高處建立水庫(kù)提高蓄水位，在較低的下游

3、太陽(yáng)能發(fā)電的工作原理視頻與講解：

光—電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光—電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽(yáng)光照到光電二極管上時(shí)，光電二極管就會(huì)把太陽(yáng)的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)就可以成為有比較大的輸出功率的太陽(yáng)能電池方陣了。太陽(yáng)能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn).太陽(yáng)能電池壽命長(zhǎng)，只要太陽(yáng)存在，太陽(yáng)能電池就可以一次投資而長(zhǎng)期使用；與火力發(fā)電相比，太陽(yáng)能電池不會(huì)引起環(huán)境污染。

4、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理視頻與講解

5、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理視頻與講解

6、新能源汽車(chē)的工作原理視頻與講解

7、火力發(fā)電與汽柴油對(duì)環(huán)境的污染，柴靜的視頻

8、我們要怎樣才能環(huán)保：

1、走路

2、騎自行車(chē)

3、騎電動(dòng)車(chē)、4、坐公交車(chē)

5、勸說(shuō)父母出行少開(kāi)私家車(chē)

6、做到隨手關(guān)燈的好習(xí)慣

9、收集一下本人的工作范疇：講解一下中國(guó)南車(chē)的業(yè)務(wù)范圍：高鐵、火車(chē)、風(fēng)力發(fā)電、公交車(chē)并帶一段視頻

10、提問(wèn)：哪個(gè)發(fā)電能源最環(huán)保：

11、電的來(lái)源：火力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、核電、石油（柴油機(jī)）發(fā)電

12、水電要淹沒(méi)大量土地，有可能導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞，而且

13、水力：大型水庫(kù)一旦塌崩，后果將不堪設(shè)想。另外，一個(gè)國(guó)家的水力資源也是有限的，而且還要受季節(jié)的影響。

14、火電：火電需要燃燒煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蘊(yùn)藏量有限、越燒越少，正面臨著枯竭的危險(xiǎn)。據(jù)估計(jì)，全世界石油資源再有30年便將枯竭。另一方面燃燒將排出二氧化碳和硫的氧化物，因此會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)和酸雨，惡化地球環(huán)境

核電：核電在正常情況下固然是干凈的，但萬(wàn)一發(fā)生核泄漏，后果同樣是可怕的。前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故，已使900萬(wàn)人受到了不同程度的損害；2011年3月11日13時(shí)46分，日本福島發(fā)生9.0級(jí)地震，引發(fā)震驚國(guó)際的福島核電站事故，造成核電站附近30公里成為無(wú)人區(qū)；方圓5公里的海洋資源將受到不同程度的影響或是海洋生物變異它是以核反應(yīng)堆來(lái)代替火電站的鍋爐，以核燃料在核反應(yīng)堆中發(fā)生特殊形式的“燃燒”產(chǎn)生熱量，來(lái)加熱水使之變成蒸汽。使核能轉(zhuǎn)變成熱能。蒸汽通過(guò)管路進(jìn)入汽輪機(jī)，推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，使機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。一般說(shuō)來(lái)，核電站的汽輪發(fā)電機(jī)及電器設(shè)備與普通火電站大同小異，其奧妙主要在于核反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆

核反應(yīng)堆，又稱(chēng)為原子反應(yīng)堆或反應(yīng)堆，是裝配了核燃料以實(shí)現(xiàn)大規(guī)?？珊朔磻?yīng)堆工作原理圖

15、太陽(yáng)能發(fā)電：太陽(yáng)能照射的能量分布密度小，約100 W/m2；

年發(fā)電時(shí)數(shù)較低，平均1300 h；

不能連續(xù)發(fā)電，受季節(jié)、晝夜以及陰晴等氣象狀況影響大； 精準(zhǔn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)發(fā)電量比較困難；

光伏系統(tǒng)的造價(jià)還比較高，系統(tǒng)成本40000～60000元/kW。

16、風(fēng)力發(fā)電：

17、風(fēng)能為潔凈的能量來(lái)源。內(nèi)蒙古草原上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)

風(fēng)能設(shè)施日趨進(jìn)步，大量生產(chǎn)降低成本，在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，風(fēng)力發(fā)電成本已低于發(fā)電機(jī)。

風(fēng)能設(shè)施多為不立體化設(shè)施，可保護(hù)陸地和生態(tài)。

風(fēng)力發(fā)電是可再生能源，很環(huán)保

18、優(yōu)點(diǎn)19、1.核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中，因此核能發(fā)電不會(huì)造成空氣污染。

20、2.[2]。

21、3.核能發(fā)電所使用的鈾燃料，除了發(fā)電外，沒(méi)有其他的用途。

22、4.核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬(wàn)倍，故核能電廠所使用的燃料體積小，運(yùn)輸與儲(chǔ)存都很方便，一座1000百萬(wàn)瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料，一航次的飛機(jī)就可以完成運(yùn)送。

23、5.核能發(fā)電的成本中，燃料費(fèi)用所占的比例較低，核能發(fā)電的成本較不易受到國(guó)際經(jīng)濟(jì)情勢(shì)影響，故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法為穩(wěn)定。

24、缺點(diǎn)25、1.核能電廠會(huì)產(chǎn)生高低階放射性廢料，或者是使福島核電站用過(guò)之核燃料，雖然所占體積不大，但因具有放射線，故必須慎重處理，且需面對(duì)相當(dāng)大的政治困擾。

26、2.核能發(fā)電廠熱效率較低，因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境裏，故核能電廠的熱污染較嚴(yán)重。

27、3.核能電廠投資成本太大，電力公司的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)較高。

28、4.核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運(yùn)轉(zhuǎn)。

29、5.興建核電廠較易引發(fā)政治歧見(jiàn)紛爭(zhēng)。

30、6.核電廠的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì)，如果在事故中釋放到外界環(huán)境，會(huì)對(duì)生態(tài)及民眾造成傷害。

31、缺點(diǎn)

風(fēng)力發(fā)電在生態(tài)上的問(wèn)題是可能干擾鳥(niǎo)類(lèi)，如美國(guó)堪薩斯州的松雞在風(fēng)車(chē)出現(xiàn)之后已漸漸消失。目前的解決方案是離岸發(fā)電，離岸發(fā)電價(jià)格較高但效率也高。

在一些地區(qū)、風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性不足：許多地區(qū)的風(fēng)力有間歇性，更糟糕的情況是如臺(tái)灣等地在電力需求較高的夏季及白日、是風(fēng)力較少的時(shí)間；必須等待壓縮空氣等儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展。

風(fēng)力發(fā)電需要大量土地興建風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，才可以生產(chǎn)比較多的能源。

進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì)發(fā)出龐大的噪音，所以要找一些空曠的地方來(lái)興建。

現(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電還未成熟，還有相當(dāng)發(fā)展空間

第四篇：玻璃鋼材料在風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用

玻璃鋼復(fù)合材料在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域中的應(yīng)用

摘要：本文簡(jiǎn)單介紹了玻璃鋼復(fù)合材料的特點(diǎn),以及玻璃鋼制品在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域常用的成型工藝；重點(diǎn)敘述了玻璃鋼復(fù)合材料在風(fēng)機(jī)葉片、機(jī)艙罩、整流罩及其他附件中的應(yīng)用；提出了目前玻璃鋼復(fù)合材料在風(fēng)電發(fā)電領(lǐng)域應(yīng)用存在的問(wèn)題。具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵字：玻璃鋼復(fù)合材料、風(fēng)機(jī)葉片、機(jī)艙罩、整流罩

來(lái)自世界權(quán)威機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)：石油、天然氣、煤炭等儲(chǔ)量的開(kāi)采年限分別僅有41、61.9、230。日益萎縮的燃料能源使得新能源的發(fā)展前景喜人，而新能源的清潔、環(huán)保和可再生的突出特點(diǎn)使得其利用與發(fā)展在全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展大局中不斷升溫。上世紀(jì)70年代以來(lái)，新能源開(kāi)發(fā)利用受到世界各國(guó)的普遍重視，許多國(guó)家都將開(kāi)發(fā)利用新能源作為提高能源安全、應(yīng)對(duì)氣候變化和實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要途徑。最近幾年，隨著國(guó)際石油價(jià)格的大幅攀升以及《京都議定書(shū)》的生效，新能源發(fā)展愈加成為國(guó)際能源領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

從目前新能源的資源狀況和技術(shù)發(fā)展水平來(lái)看，水能、風(fēng)能、生物能和太陽(yáng)能已經(jīng)成為發(fā)展重點(diǎn)。其中，風(fēng)電技術(shù)已基本成熟，開(kāi)發(fā)成本接近常規(guī)能源，未來(lái)將會(huì)繼續(xù)保持較快的發(fā)展速度。到2006年底，世界風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到了7500萬(wàn)千瓦，過(guò)去10年中年均增長(zhǎng)28%，已成為繼火電、水電和核電之后的第四大主要發(fā)電電源。

在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域玻璃鋼復(fù)合材料扮演著重要角色，它是風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片、機(jī)艙罩、整流罩等部件的主要制作材料，它的性能好壞直接決定著風(fēng)機(jī)的工作效率和使用壽命。因此，研究玻璃鋼復(fù)合材料的特點(diǎn)、性能、制作工藝、常用制品并能在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域有效的加以利用具有一定的使用價(jià)值和重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.玻璃鋼復(fù)合材料 1)玻璃鋼復(fù)合材料簡(jiǎn)介

玻璃鋼學(xué)名玻璃纖維增強(qiáng)塑料。它是以玻璃纖維及其制品作為增強(qiáng)材料，以合成樹(shù)脂作基體材料的一種復(fù)合材料。玻璃纖維是由不同成分的玻璃為原料，經(jīng)熔融后拉絲制得的，其直徑為0.1～30微米不等,它是應(yīng)用很廣的一種無(wú)機(jī)材料。

用于玻璃鋼的玻璃纖維主要是玻璃布、玻璃帶、玻璃纖維合股紗和攻璃纖維表面氈等。在玻璃鋼中，樹(shù)脂則是基體材料。通常樹(shù)脂合顯約為玻璃鋼制品重量的20～80％。樹(shù)脂的性能對(duì)玻璃鋼的性能有著直接的影響。常用的熱固性樹(shù)脂中，主要有不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂。而目前用得最多的是不飽和聚酯樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂及酚醛樹(shù)脂次之。不同的樹(shù)脂對(duì)應(yīng)不同的玻璃鋼制品，其性能有著明顯的差異。相對(duì)聚酯玻璃鋼來(lái)說(shuō)，環(huán)氧玻璃鋼機(jī)械性能、耐腐蝕性都比較優(yōu)越，但其成型較為困難，價(jià)格昂貴，毒性大。在風(fēng)電領(lǐng)域環(huán)氧玻璃鋼主要用于葉片的制作，聚酯玻璃鋼用于機(jī)艙罩、整流罩等其他玻璃鋼零部件的制作。2)玻璃鋼復(fù)合材料的特點(diǎn)

a)輕質(zhì)高強(qiáng) 相對(duì)密度在1.5～2.0之間，只有碳鋼的1/4～1/5，可是拉伸強(qiáng)度卻接近，甚至超過(guò)碳素鋼，而比強(qiáng)度可以和高級(jí)合金鋼相比。

b)耐腐蝕性能好 FRP是良好的耐腐材料，對(duì)大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽以及多種油類(lèi)和溶劑都有較好的抵抗能力。是優(yōu)良的絕緣材料，用來(lái)制造絕緣體。高頻下仍能保護(hù)良好介電性。FRP熱導(dǎo)率低，是優(yōu)良的絕熱材料,室溫下為1.25～1.67kJ /(m·h·k)，只有金屬的1/100～1/1000。

c)可設(shè)計(jì)性好 可以根據(jù)需要，靈活地設(shè)計(jì)出各種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，也可以充分選擇材料來(lái)滿(mǎn)足產(chǎn)品的性能。

d)工藝性能優(yōu)良 以根據(jù)產(chǎn)品的形狀、技術(shù)要求、用途及數(shù)量來(lái)靈活地選擇成型工藝。工藝簡(jiǎn)單，可以一次成型，經(jīng)濟(jì)效果突出，尤其對(duì)形狀復(fù)雜、不易成型的數(shù)量少的產(chǎn)品，更突出它的工藝優(yōu)越性。3)風(fēng)力發(fā)電中的玻璃鋼制品主要成型方法

a)手糊法 操作簡(jiǎn)單、成本低，但產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，主要用于整體制品和機(jī)械強(qiáng)度不高的大型制品。目前手糊法是制作葉片、機(jī)艙罩、整流罩的主要成型方法。

b)真空導(dǎo)入法

真空導(dǎo)入法的原理是：一個(gè)真空袋與模具形成的耐壓密閉腔內(nèi)先填滿(mǎn)纖維增強(qiáng)材料，再用壓力將液態(tài)樹(shù)脂注入模腔使其浸透增強(qiáng)纖維，然后固化成型。密閉成型，產(chǎn)品尺寸和外型精度高，適合成型高質(zhì)量的復(fù)合材料整體構(gòu)件；制品表在光潔度高；成型效率高，環(huán)境污染小。工藝屬于半機(jī)械化的復(fù)合材料成型工藝，工人只需將設(shè)計(jì)好的纖維制品按照工藝要求鋪好，然后表面鋪設(shè)真空袋，與模具形成密閉腔，然后用空壓機(jī)抽真空并保持恒定壓力，使真空袋緊貼纖維制品，隨后注射已配比好的樹(shù)脂，注射樹(shù)脂時(shí)通過(guò)壓力表密切注意密閉腔內(nèi)壓力的變化，出現(xiàn)大的變化時(shí)應(yīng)立即停止注射樹(shù)脂，檢查密閉性并修復(fù)，這樣形成的產(chǎn)品氣泡少、樹(shù)脂淤積少、纖維得到了充分浸潤(rùn)。與手糊工藝相比，不但節(jié)約了粘接工藝的各種工裝設(shè)備，而且節(jié)約了工作時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)由于采用了低粘度樹(shù)脂浸潤(rùn)纖維以及采用加溫固化工藝，大大提高了復(fù)合材料的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

c)夾層結(jié)構(gòu) 夾層結(jié)構(gòu)一般是由三層材料制成的復(fù)合材料，采用夾層構(gòu)方式是為了提高材料的有效利用率和減輕結(jié)構(gòu)重量、增加基體剛度。根據(jù)所用的芯材種類(lèi)和形式的不同，分為泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)、蜂窩夾層結(jié)構(gòu)、梯形和矩形帶頭作用層結(jié)構(gòu)、圓環(huán)形夾層結(jié)構(gòu)。2.玻璃鋼復(fù)合材料的應(yīng)用

a)葉片 葉片是整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件,它的性能優(yōu)劣、設(shè)計(jì)好壞直接影響到配套的齒輪箱和發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)和正常運(yùn)行。風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是一個(gè)復(fù)合材料制成的薄殼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)上分3個(gè)部分：第一部分為根部：材質(zhì)一般為金屬。第二部分為外殼：一般為玻璃鋼，通常是使用雙、多軸向織物為增強(qiáng)體與基體樹(shù)脂復(fù)合而成。織物可以具有不同的結(jié)構(gòu)，與不同的材料進(jìn)行復(fù)合，再用樹(shù)脂進(jìn)行連結(jié)，模塑成半個(gè)外殼。一對(duì)半個(gè)外殼粘在一起形成一個(gè)承載外殼，第三部分為龍骨，即加強(qiáng)筋或加強(qiáng)框，一般為玻璃纖維或碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，雙軸向經(jīng)編織物和多軸向經(jīng)編織物增強(qiáng)復(fù)合材料的基布比經(jīng)緯交織的機(jī)織物具有更明顯的優(yōu)勢(shì)。這類(lèi)軸向織物承受載荷的紗線系統(tǒng)按要求排列并綁縛在一起，因此能夠處于最佳的承載狀態(tài)。目前，大型風(fēng)機(jī)葉片主要采用玻璃纖維、玻璃纖維/碳纖維混雜、碳纖維等增強(qiáng)體的復(fù)合材料。由于玻璃纖維的價(jià)格僅為碳纖維價(jià)格的1/10左右，而玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料葉片因?yàn)槠滟|(zhì)量輕比強(qiáng)度高、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、價(jià)格比較便宜等因素，還是大中型風(fēng)機(jī)葉片材料的主流。

b)機(jī)艙罩、整流罩 機(jī)艙罩、整流罩是風(fēng)力發(fā)電機(jī)抵抗惡劣環(huán)境的外殼，同時(shí)也給風(fēng)機(jī)維護(hù)人員提供了安全閉合的操作空間，它能防沙、防雨、防雷和保溫，起到保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)整機(jī)、輪轂及其電器元件的作用，它的性能好壞直接決

定著風(fēng)機(jī)的使用壽命。從材料角度分為兩部分玻璃鋼部分和非玻璃鋼部分（主要是金屬附件），玻璃鋼部分結(jié)構(gòu)又分為兩種：夾層結(jié)構(gòu)和全玻璃鋼結(jié)構(gòu)，罩體主要采用的是夾層結(jié)構(gòu)，夾芯以泡沫為主，在需要打孔來(lái)安裝附件的區(qū)域泡沫夾芯用密度較大、硬度較高的材料替代，常用的有木材或聚亞安酯材料。全玻璃鋼結(jié)構(gòu)主要用于強(qiáng)度要求比較高的連接法蘭和開(kāi)口翻遍處。機(jī)艙罩、整流罩內(nèi)部布有 縱、橫加強(qiáng)筋，以增加罩體的強(qiáng)度和剛度，保證風(fēng)機(jī)能經(jīng)受住風(fēng)載、雪載、冰載等綜合載荷。

風(fēng)機(jī)排風(fēng)口罩、風(fēng)機(jī)高速軸護(hù)罩等小部件 小部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、量小、載荷要求不高，基本采用手糊法制作。3.存在的問(wèn)題

雖然玻璃鋼復(fù)合材料在風(fēng)電領(lǐng)域得到了極大的應(yīng)用，但個(gè)人認(rèn)為以下的問(wèn)題還是制約著其發(fā)展：(1)機(jī)艙罩、整流罩制作

目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在材料性能、載荷分析、制品要求等大多參考國(guó)內(nèi)外船級(jí)社的規(guī)定，嚴(yán)重制約著新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，加上國(guó)內(nèi)同行業(yè)間的技術(shù)壁壘，先進(jìn)的技術(shù)得不到廣泛推廣。(2)玻璃鋼制品最大的特點(diǎn)是易變形

如何能有效的控制大型制品的變形量并加以量化，是提高產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)難點(diǎn)。4.結(jié)論

玻璃鋼作為一種新型的工程材料擁有突出的性能，在風(fēng)電發(fā)電領(lǐng)域起著舉足輕重的作用；相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，玻璃鋼產(chǎn)業(yè)會(huì)成為我國(guó)一種新型的支柱產(chǎn)業(yè)。

第五篇：《風(fēng)力發(fā)電原理》教案(2014版)

第1章 緒論

? 風(fēng)力發(fā)電過(guò)程中，風(fēng)輪將風(fēng)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能，發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化電能

? 在能量轉(zhuǎn)化與傳遞過(guò)程中，風(fēng)能的特性是決定因素

? 自然風(fēng)是一種隨機(jī)的湍流運(yùn)動(dòng)，影響風(fēng)電機(jī)組中機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備的穩(wěn)定性，對(duì)電網(wǎng)造成沖擊

? 風(fēng)能是太陽(yáng)能的一種表現(xiàn)形式

? 風(fēng)能密度高低關(guān)系到風(fēng)電度電成本高低

1.1 風(fēng)的形成

? 溫度不是獨(dú)立參量，而是系統(tǒng)的幾何參量、力學(xué)參數(shù)、化學(xué)參數(shù)和電磁參量的函數(shù)

? 大氣運(yùn)動(dòng)遵循大氣動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)變化的規(guī)律?？諝膺\(yùn)動(dòng)與大氣壓力的分布及變化

? 靜力學(xué)方程： dp??pgdz

1.當(dāng)dz>0時(shí)，dp<0，即氣壓是隨高度的增加而減小的。

2.氣壓隨高度增加而減少的快慢主要取決于空氣的密度。

3.某一高度z上的氣壓等于從該高度直到大氣上界的單位截面積空氣柱的重量。這是大氣靜力學(xué)氣壓定義。

? 單位氣壓高度差（氣壓差）：在垂直氣柱中，每改變單位氣壓時(shí)所對(duì)應(yīng)的高度差

h??dz18000?1??t? ??dp?gp1.氣壓愈低（即溫度愈高），單位氣壓高度差愈大

2.溫度愈高，單位氣壓高度差愈大 1.1.1 大氣環(huán)流

? 環(huán)流原因：日地距離和方位不同，所接受的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度各異

? 科氏力：由于地球自轉(zhuǎn)形成的地球偏向力的存在，這種力稱(chēng)為科里奧利力，簡(jiǎn)稱(chēng)偏向力或科氏力。在此力作用下，在北半球使氣流向右偏轉(zhuǎn)，在南半球使氣流向左偏轉(zhuǎn)。? 三圈環(huán)流 1.1.2 季風(fēng)環(huán)流

1.季風(fēng)環(huán)流

季風(fēng)：在一個(gè)大范圍地區(qū)內(nèi)，它的盛行風(fēng)向或氣壓系統(tǒng)有明顯的季風(fēng)變化。這種在一年內(nèi)隨著季節(jié)的不同，有規(guī)律轉(zhuǎn)變風(fēng)向的風(fēng)

東北亞季風(fēng)和南亞季風(fēng)對(duì)我國(guó)天氣氣候變化都有很大影響

? 形成季風(fēng)環(huán)流的因素：

? 海陸差異：冬季，風(fēng)從大陸吹向海洋；夏季，風(fēng)從海洋吹向大陸

? 行星風(fēng)帶的季節(jié)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換：5個(gè)風(fēng)帶在北半球的夏季向北移動(dòng)，冬季向南移動(dòng)

? 地形特征：青藏高原 ? 季風(fēng)指數(shù)

? 它是由地面冬夏盛行風(fēng)向之間的夾角來(lái)表示的，當(dāng)夾角在120°-180°之間，認(rèn)為是屬于季風(fēng)，然后1月和7月盛行風(fēng)向出現(xiàn)的頻率相加除以2，即I=（f1+f2）/2為季風(fēng)指數(shù)

I>40%季風(fēng)區(qū)

I=40%-60%為較明顯區(qū)季風(fēng)區(qū)

I>60%為明顯季風(fēng)區(qū)。2.局地環(huán)流

1.海陸風(fēng)：以日為周期（湖陸風(fēng)）

2.山谷風(fēng) 1.1.3 風(fēng)力等級(jí)

? 根據(jù)風(fēng)速大小來(lái)劃分的。國(guó)際上采用英國(guó)人蒲福于1805年所擬定的，稱(chēng)為“蒲福風(fēng)級(jí)”。從靜風(fēng)到颶風(fēng)共分為13級(jí)。1946年以來(lái)風(fēng)力等級(jí)修改，由13級(jí)變?yōu)?7級(jí)。

風(fēng)級(jí) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 稱(chēng)謂 無(wú)風(fēng) calm 軟風(fēng) light air 輕風(fēng)slight breeze 微風(fēng) gentle breeze 和風(fēng) fresh breeze 清風(fēng) strong breeze 強(qiáng)風(fēng) near gale 疾風(fēng) gale 大風(fēng) strong gale 烈風(fēng) violent strom 狂風(fēng) storm 暴風(fēng) violent storm 颶風(fēng) hurricane

一般描述 煙直上

僅煙能表示風(fēng)向，但不能轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)標(biāo) 人面感覺(jué)有風(fēng)，樹(shù)葉搖動(dòng)，普通之風(fēng)標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)

樹(shù)葉及小枝搖動(dòng)不息，近期飄展 塵土及碎紙被風(fēng)吹揚(yáng)，樹(shù)分枝搖動(dòng)

有葉小樹(shù)開(kāi)始搖擺

樹(shù)木枝搖動(dòng)，電線發(fā)出呼呼嘯聲，張傘困難

小樹(shù)枝被吹折，步行不能前進(jìn) 建筑物有損壞，煙囪被吹倒 樹(shù)被風(fēng)拔起，建筑物有相當(dāng)破壞 極少見(jiàn)，如出現(xiàn)必有重大災(zāi)害

m/s <0.3 0.3-1.5 1.6-3.3 3.4-5.4 5.5-7.9 8.0-10.7 10.8-13.8 13.9-17.1 17.2-20.7 20.8-24.4 24.5-28.4 28.5-32.6 32.7-36.9 ? 風(fēng)力等級(jí)換算

VN?0.1?0.824N1.505

VNmax?0.2?0.824N1.505?0.5N0.56 VNmin?0.1?0.824N1.505?0.56 1.1.4 風(fēng)的測(cè)量

1.測(cè)風(fēng)系統(tǒng)

? 風(fēng)的測(cè)量包括風(fēng)向測(cè)量和風(fēng)速測(cè)量

? 風(fēng)向測(cè)量：風(fēng)的來(lái)向

? 風(fēng)速測(cè)量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)空氣在水平方向上所移動(dòng)的距離

? 組成

? 傳感器：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。包括：風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、溫度傳感器、氣壓傳感器

? 主機(jī)：對(duì)傳感器發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行采集、計(jì)算和存儲(chǔ)，由數(shù)據(jù)記錄裝置、數(shù)據(jù)讀取裝置、微處理器、就地顯示裝置組成? 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置：

? 電源：提高系統(tǒng)工作可靠性，要求兩備用電源

? 安全與保護(hù)裝置：要求在輸入信號(hào)和主機(jī)、環(huán)境之間增設(shè)保護(hù)和隔離裝置。提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的可靠性

2.風(fēng)速測(cè)量

1.風(fēng)速計(jì)

? 旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速計(jì)：風(fēng)杯和螺旋槳葉片，最常用的傳感器是風(fēng)杯

? 壓力式風(fēng)速計(jì)：利用流體的全壓力與靜壓力之差來(lái)測(cè)定風(fēng)的動(dòng)壓

?2?p?1?p?p0?p??V2?1?c??V???2???1?c??1/2

? 散熱式風(fēng)速計(jì)：被加熱物體的散熱速率與周?chē)諝獾牧魉儆嘘P(guān)

? 聲學(xué)風(fēng)速計(jì)

2.風(fēng)速記錄

? 機(jī)械式，電接式，電機(jī)式，光電式 3.風(fēng)速表示

? 風(fēng)速大小與風(fēng)速計(jì)安裝高度和觀測(cè)時(shí)間有關(guān)

? 高度：10m ? 時(shí)間：2min，10min和瞬時(shí)風(fēng)速。風(fēng)能資源計(jì)算時(shí)選用10min平均風(fēng)速

3.風(fēng)向測(cè)量

? 分類(lèi)：?jiǎn)我硇?、雙翼型和流線型等

? 組成：尾翼、指向桿、平衡錘和旋轉(zhuǎn)主軸

? 傳送和指示方法：電觸點(diǎn)盤(pán)、環(huán)形電位、自整角機(jī)和光電碼盤(pán)。最常用的是光電碼盤(pán)

? 風(fēng)向桿的安裝方位指向正北 1.2 風(fēng)能資源

1.2.1 風(fēng)能的特點(diǎn)

? 在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、0℃條件下，空氣的密度是淡水密度的1.293‰，淡水密度是空氣密度的773.3倍

? 風(fēng)能資源的儲(chǔ)量取決于這一地區(qū)風(fēng)速的大小和有效風(fēng)速的持續(xù)時(shí)間

? 風(fēng)吹過(guò)后必須經(jīng)過(guò)前后、左右各10倍直徑距離后才能恢復(fù)到原來(lái)的速度

? 理論開(kāi)發(fā)風(fēng)能儲(chǔ)量： R?WS/100a ? 實(shí)際可開(kāi)發(fā)量： R?0.785R/10

? 全國(guó)風(fēng)能實(shí)際可開(kāi)發(fā)量為2.53×1011W ? 有效風(fēng)能密度和可利用的年累計(jì)小時(shí)兩個(gè)指標(biāo)表示

等級(jí) 風(fēng)資源豐富區(qū) 風(fēng)資源次豐富區(qū) 風(fēng)資源可利用區(qū) 風(fēng)資源貧乏區(qū)

風(fēng)資源豐富區(qū) 東南沿海、山東和遼東半島沿海及島嶼 內(nèi)蒙古和甘肅北部 松花江下游地區(qū)

風(fēng)資源次豐富區(qū) 沿海地區(qū) 三北地區(qū) 青藏高原中部和北部地區(qū)

風(fēng)資源可利用區(qū) 兩廣沿海 大、小興安嶺山地

三北中部

風(fēng)資源貧乏區(qū) 以四川為中心 雅魯藏布江河谷 塔里木盆地西部 年有效風(fēng)功率密

度W/m2

>200 200-150 150-100 <100

風(fēng)速年累計(jì)小時(shí)數(shù)h

>5000 5000-4000 4000-2000 <2000

年平均風(fēng)速

m/s

>6 5.5 5 4.5

'6 1.2.2 中國(guó)風(fēng)能資源分布特點(diǎn) 1.3 風(fēng)能的數(shù)字描述

1.3.1 風(fēng)特性

? 100m高度以下的地表層的風(fēng)

? 風(fēng)特性分為平均風(fēng)特性和脈動(dòng)風(fēng)特性

?平均風(fēng)特性包括：

?平均風(fēng)速

?平均風(fēng)向

? 風(fēng)速輪廓

? 風(fēng)頻曲線

? 脈動(dòng)風(fēng)特性包括：

? 脈動(dòng)風(fēng)速

? 脈動(dòng)系數(shù)

? 風(fēng)向

? 湍流強(qiáng)度 1.平均風(fēng)速和風(fēng)向

? 瞬時(shí)風(fēng)速由平均風(fēng)速和脈動(dòng)風(fēng)速組成：V?t??V?V'?t? ?平均風(fēng)速： V?1t2V?t?dt ?t1t2?t1? 不同時(shí)距計(jì)算平均風(fēng)速時(shí)，其值不同，時(shí)距10min到1h范圍內(nèi)功率譜曲線比較平坦

? 我國(guó)規(guī)范規(guī)定的時(shí)距為10min ? 我國(guó)規(guī)范規(guī)定的高度為10m ?平均風(fēng)向

? 風(fēng)向一般由16個(gè)方位表示，即北東北（NNE）、東北（NE）、東東北（ENE）、東（E）、東東南（ESE）、東南（SE）、南東南（SSE）、南（S）、南西南（SSW）、西南（SW）、西西南（WSW）、西（W）、西西北（WNW）、西北（NW）、北西北（NWN）、北（N）。靜風(fēng)記為C

?平均風(fēng)向

? 以正北為基準(zhǔn)，順時(shí)針，東風(fēng)為90°，南風(fēng)為180°，西風(fēng)為270°，北風(fēng)為360°

2.脈動(dòng)風(fēng)速

? 在某時(shí)刻t，空間某點(diǎn)上的瞬時(shí)風(fēng)速與平均風(fēng)速的差值，其時(shí)間的平均值為零：V'?t??V?t??V

? 湍流強(qiáng)度：描述風(fēng)速隨時(shí)間和空間變化的程度，反映風(fēng)的脈動(dòng)強(qiáng)度，是確定結(jié)構(gòu)所受脈動(dòng)風(fēng)載荷的關(guān)鍵參數(shù)。

? 湍流強(qiáng)度

? 描述風(fēng)速隨時(shí)間和空間變化的程度，反映風(fēng)的脈動(dòng)強(qiáng)度，是確定結(jié)構(gòu)所受脈動(dòng)風(fēng)載荷的關(guān)鍵參數(shù)。

? 湍流強(qiáng)度：10min時(shí)距的脈動(dòng)風(fēng)速均方根與平均風(fēng)速的比值： ???u'?v'?w'?/3??u'?v'?w'?/3 222222u?v?w222V? 與離地高度與地表面粗糙度有關(guān)

? 陣風(fēng)因子：陣風(fēng)持續(xù)期內(nèi)平均風(fēng)速的最大值與10min時(shí)距的平均風(fēng)速之比

? 持續(xù)期越大，對(duì)應(yīng)的陣風(fēng)因子越小

? 陣風(fēng)系數(shù)同湍流強(qiáng)度有關(guān)，湍流強(qiáng)度越大，則陣風(fēng)系數(shù)越大 ? 湍流功率譜密度

? 形成原因：許多不同尺度的渦運(yùn)動(dòng)組合而成的，空間某點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速是由不同尺度的渦在該處形成的各種頻率的脈動(dòng)疊加而成的

? 作用：描述渦流中不同尺度的渦的動(dòng)能在湍流脈動(dòng)動(dòng)能所占的比例

3.平均風(fēng)速和風(fēng)向的表示

? 風(fēng)（向）玫瑰圖：根據(jù)各方向風(fēng)出現(xiàn)的頻率按相應(yīng)的比例長(zhǎng)度繪制在圖上

? 盛行風(fēng)向 ? 風(fēng)向旋轉(zhuǎn)方向 ? 最小風(fēng)向頻率

?平均風(fēng)速和風(fēng)向的表示

? 風(fēng)能玫瑰圖：反映風(fēng)能資源，包含風(fēng)向和風(fēng)速的信息

? 風(fēng)向頻率：在一段時(shí)間內(nèi)各種風(fēng)向出現(xiàn)的次數(shù)占觀測(cè)總次數(shù)的百分比

? 風(fēng)速頻率：在一個(gè)月或一年的周期中發(fā)生相同風(fēng)速的時(shí)數(shù)占這段時(shí)間刮風(fēng)總時(shí)數(shù)的百分比。

? 直線的長(zhǎng)度表示一年內(nèi)這個(gè)方向的風(fēng)的時(shí)間百分?jǐn)?shù)

? 生產(chǎn)中用到圖種類(lèi)

? 風(fēng)速分布圖

? 風(fēng)功率密度分布圖 ? ? ? ? ? ? ? ? 風(fēng)速功率密度月變化圖

風(fēng)速功率密度日變化圖

風(fēng)向玫瑰圖

風(fēng)功率玫瑰圖

風(fēng)速和功率分布

月風(fēng)向玫瑰圖

月風(fēng)能玫瑰圖

月風(fēng)速功率玫瑰圖

4.平均風(fēng)速隨高度變化

? 在大氣邊界層中，平均風(fēng)速隨高度發(fā)生變化，其變化規(guī)律稱(chēng)為風(fēng)剪切或風(fēng)速廓線

? 風(fēng)速廓線符合對(duì)數(shù)律分布或指數(shù)分布

? 對(duì)數(shù)律分布

? 在近地層中，造成風(fēng)在近地層中的垂直變化的原因有動(dòng)力因素和熱力因素

u?u*?Z??ln??K?Z0??u*?

? 指數(shù)律分布

?0?

?Zn?un?u1??Z??

?1?? α值的變化與地面粗糙度有關(guān)

類(lèi)別

α值

A B C D 0.12 0.16 0.20 0.30 場(chǎng)所

近海海面、海島、海岸、湖岸及沙漠

田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的中小城鎮(zhèn)和大城市郊區(qū)

密集建筑物群的城市市區(qū)

密集建筑群且建筑面較高的城市市區(qū)

?10 1.3.2 風(fēng)能公式 1.空氣密度

??? ? ? ?

?p?0.378e? 1.2761?0.00366t1000p—?dú)鈮?，hPa

t—?dú)鉁兀?/p>

e—水汽壓，hPa

風(fēng)的統(tǒng)計(jì)特性的重要形式是風(fēng)速的頻率分布，資料的長(zhǎng)度至少有3年以上的觀測(cè)記錄，風(fēng)電場(chǎng)前期的風(fēng)資源測(cè)量工作要求1年以上，且數(shù)據(jù)的完成率為95% 2.風(fēng)速的統(tǒng)計(jì)特性

? 威布爾分布

k?x?P?x????c?c?

k?1??x?k?exp?????

??c????? 其中，k和c為威布爾分布的兩個(gè)參數(shù)，k稱(chēng)為形狀參數(shù)，c稱(chēng)為尺度參數(shù)

? c=1，標(biāo)準(zhǔn)威布爾分布

? k=1，指數(shù)型；k=2，瑞利分布；k=3.5，正態(tài)分布

? 風(fēng)速頻率分布一般為偏態(tài)，風(fēng)力愈大的地區(qū)，分布曲線愈平緩，峰值降低右移

3.風(fēng)能公式

? 風(fēng)能：E?11?mV2t??AV3t??d2V3t?W?h? 228? 風(fēng)功率：P??8?d2V3?W?

4.平均風(fēng)能密度和有效風(fēng)能密度

1?V3 21T1?V3dt ?平均風(fēng)能密度 W??T02? 風(fēng)能密度 W?? 實(shí)際應(yīng)用，計(jì)算某地年（月）風(fēng)能密度：Wy?m??W1t1?W2t2?????Wntn

t1?t2?????tn11 第2章 風(fēng)力發(fā)電的基本原理

2.1 工作原理

? 為什么大型并網(wǎng)風(fēng)力機(jī)僅到20世紀(jì)的中后期才獲得應(yīng)用？

? 常規(guī)發(fā)電還能滿(mǎn)足需要，社會(huì)生產(chǎn)力水平不夠高，還無(wú)法顧及降低環(huán)境污染和解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電

? 能夠并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)與制造，只有在現(xiàn)代高技術(shù)出現(xiàn)后才有可能，20世紀(jì)初期是造不出現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)

? 風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪運(yùn)轉(zhuǎn)（葉片旋轉(zhuǎn)）工作原理

? 當(dāng)氣流流經(jīng)上下翼型形狀不同的葉片時(shí)，因凸面的彎曲而使氣流加速，壓力較低，凹面較平緩，使氣流速度減緩，壓力較高，因而產(chǎn)生作用于葉面的升力。

? 現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電的原理

? 利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)，再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來(lái)促進(jìn)發(fā)電機(jī)發(fā)電

? 兩種物質(zhì)流

? 能量流

? 信息流：控制系統(tǒng)的功能是過(guò)程控制和安全過(guò)程。過(guò)程控制包括起動(dòng)、運(yùn)行、暫停、停止

? 信息流的作用

? 變槳距風(fēng)機(jī)根據(jù)風(fēng)速變槳 ? 變速型風(fēng)機(jī)根據(jù)風(fēng)速變速 ? 根據(jù)風(fēng)向變化對(duì)風(fēng)

? 需停機(jī)時(shí)，執(zhí)行氣動(dòng)剎車(chē)和機(jī)械制動(dòng) ? 風(fēng)力機(jī)的主要組成

? 機(jī)械組成：風(fēng)輪、機(jī)艙、塔架和基礎(chǔ)

? 功能構(gòu)成：變槳系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、主傳動(dòng)系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)和控制系統(tǒng)

? 風(fēng)輪

? 作用：把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的重要部件

? 要求：強(qiáng)度高、重量輕

? 材料：玻璃鋼或其他復(fù)合材料（如碳纖維）? 發(fā)電機(jī)

? 作用：由風(fēng)輪得到的恒定轉(zhuǎn)速，通過(guò)升速傳遞給發(fā)電機(jī)均勻運(yùn)轉(zhuǎn)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)?電能的裝置

? 塔架

? 作用：支承風(fēng)輪、尾翼和發(fā)電機(jī)的構(gòu)架

? 要求：高且強(qiáng)度高 2.2 風(fēng)力發(fā)電基本原理

1.1919年德國(guó)的A ·貝茨（Betz）理論

? 貝茨（茲）假設(shè)

? 風(fēng)輪沒(méi)有錐角、傾角和偏角，全部接受風(fēng)輪風(fēng)能（沒(méi)有輪轂），葉片無(wú)限多，對(duì)空氣流沒(méi)有阻力

? 風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)么有摩擦阻力；風(fēng)輪前未受擾動(dòng)的氣流靜壓和風(fēng)輪后的氣流靜壓相等

? 風(fēng)輪流動(dòng)模型可簡(jiǎn)化成一個(gè)單元流管，不考慮尾流旋轉(zhuǎn)

? 作用在風(fēng)輪上的推力是均勻的 ? 貝茨理論

? 質(zhì)量守恒 S1V1?S2V2?SV

? 歐拉定理（動(dòng)量定理）F??SV?V1?V2? ? 風(fēng)輪吸收額功率為 P?FV??SV2?V1?V2?

111mV12?mV22??SVV12?V22 222V?V21222? 能量守恒 P??W??SV?V1?V2???SVV1?V2?V?1

22? 動(dòng)能定理 ?W??????V?V?P??S?12??V1?V2?

?2?? 求P的最大值 2dP1??SV12?2V1V2?3V22 dV24??? 當(dāng) V2?? 則 Pmax V1 38??SV13 27? 理論最大效率（理論風(fēng)能利用系數(shù)）：Cmax8?SV13Pmax16??27??0.59

31127?SV13?SV132214 ? 風(fēng)力機(jī)實(shí)際吸收的有用功率為: P?1CP?SV13 2? 推導(dǎo)過(guò)程所用理論

? 質(zhì)量守恒

? 歐拉定理（動(dòng)量定理）

? 動(dòng)能定理

? 能量守恒

2.葉素理論

? 1889年，Richard Froude提出葉素理論

? 作用：從葉素附近流動(dòng)來(lái)分析葉片上的受力和功能交換

? 葉素：風(fēng)輪葉片在風(fēng)輪任意半徑r處的一個(gè)基本單元，它是由r處翼型剖面延伸一小段厚度dr而形成

? 葉素

? 葉素理論假設(shè)

? 葉片分割成無(wú)限多個(gè)葉素，每個(gè)葉素厚度無(wú)限小，葉素為二元翼型

? 葉素都是獨(dú)立，之間不存在相互作用，通過(guò)各葉素氣流不相互干擾

? 忽略葉片長(zhǎng)度的影響

? 葉素剖面和氣流角、受力關(guān)系

1?W2CCrdr

212? 阻力：dD??WCCDdr

2? 升力：dL?? 合速度：W?? 進(jìn)一步計(jì)算的V sin?1?W2CdrCx 215 dFx?dLcos??dDsin?? dFr?dLsin??dDcos??? 其中

1?W2CdrCr 2 Clcos??Cdsin??Cx

Clsin??Cdcos??Cy

1?W2BCCxdr 2? 周推力：dT?BdFx?? 轉(zhuǎn)矩：dM?BdFr?1?W2BCCrrdr 23.渦流理論

? 渦流流動(dòng)假設(shè)

? 忽略葉片翼型阻力和葉梢損失的影響

? 忽略有限葉片數(shù)對(duì)氣流的周期性影響

? 葉片各個(gè)徑向環(huán)斷面之間相互獨(dú)立

? 風(fēng)輪渦流示意圖

? 渦流引起的風(fēng)速可看成是由3個(gè)渦流系統(tǒng)疊加的結(jié)果

? 中心渦：轉(zhuǎn)軸上

? 附著渦：葉片上

? 螺旋渦（自由渦）：葉片尖部

? 在風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面處氣流的軸向速度：V??1???V1

? 其中，α為軸向誘導(dǎo)因子；??V1?V2 V1? 風(fēng)輪變徑r處的切向速度U??1?b?? 第3章 風(fēng)力機(jī)

? 風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)越性

? 建造費(fèi)用低廉

? 產(chǎn)生電力無(wú)需其他任何消耗 ? 沒(méi)有環(huán)境污染

? 運(yùn)行簡(jiǎn)單，無(wú)人值守 ? 實(shí)際占地少

3.1 風(fēng)力機(jī)概念

? 風(fēng)力機(jī)是以風(fēng)力作能源，將風(fēng)力轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而做功的一種動(dòng)力機(jī)

? 一種能截獲流動(dòng)的空氣所具有的動(dòng)能并將風(fēng)輪葉片迎風(fēng)掃掠面積內(nèi)的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為有用機(jī)械能的裝置

? 又稱(chēng)風(fēng)動(dòng)機(jī)、風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)車(chē) 3.2 風(fēng)力機(jī)的分類(lèi)

1.按風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪軸所在的空間位置來(lái)分

? 水平軸風(fēng)力機(jī)：風(fēng)輪軸平行或接近平行于水平

? 上風(fēng)向風(fēng)力機(jī)

? 下風(fēng)向風(fēng)力機(jī)

? 垂直軸風(fēng)力機(jī)：風(fēng)輪軸垂直于水平面

2.按風(fēng)力機(jī)功率大小來(lái)分

? 微型風(fēng)力機(jī)：1kW以下

? 小型風(fēng)力機(jī)：1~10kW ? 中型風(fēng)力機(jī)：10~100kW ? 大型風(fēng)力機(jī)：100~1000kW ? 巨型風(fēng)力機(jī)或兆瓦級(jí)風(fēng)力機(jī)：1000kW以上 3.按正常工作狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速分：

? 高速風(fēng)力機(jī)：葉尖速比λ（高速性系數(shù)）大于3 ? 低速風(fēng)力機(jī)

4.按葉片數(shù)目的多少分

? 少葉（翼）式風(fēng)力機(jī)：葉片數(shù)目小于或等于4片

? 多葉片風(fēng)力機(jī) 5.按葉片工作原理分

? 升力型風(fēng)力機(jī)

? 阻力型風(fēng)力機(jī)

6.按葉片升力翼型的形狀分

? 螺旋槳式

? 達(dá)里厄式

7.按功率調(diào)節(jié)方式分

? 定槳距風(fēng)力機(jī)

? 普通變槳距型（正變距）風(fēng)機(jī) ? 主動(dòng)失速型（負(fù)變距）風(fēng)機(jī) 8.按傳動(dòng)形式分

? 高傳動(dòng)比齒輪箱型（雙饋型）? 直接驅(qū)動(dòng)型

? 中傳動(dòng)比齒輪箱型（半直驅(qū)）3.3 水平軸風(fēng)力機(jī)

? 水平軸風(fēng)力機(jī)的優(yōu)勢(shì)

? 升力比阻力大得多

? 升力裝置可以得到較大的葉尖速比 λ ? 價(jià)格和功率之比較低

? 上風(fēng)式風(fēng)力機(jī)：水平軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪在塔架的前面迎風(fēng)旋轉(zhuǎn) ? 固定槳距：在高風(fēng)速時(shí)依靠葉片翼型及葉片內(nèi)部構(gòu)造達(dá)到自動(dòng)失速以限制風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速及輸出功率的目的

? 槳距可調(diào)：分全翼展槳距可調(diào)及部分翼展可調(diào) 1.風(fēng)輪

? 作用：將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)接收風(fēng)能的部件

? 葉片的翼型和材料強(qiáng)度決定了風(fēng)輪吸收風(fēng)能的效率和葉片壽命

? 相對(duì)輪轂安裝葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的稱(chēng)變槳距風(fēng)輪 2.風(fēng)力發(fā)電機(jī)

? 直流發(fā)電機(jī)

? 同步交流發(fā)電機(jī)

? 異步交流發(fā)電機(jī)

? 交流永磁發(fā)電機(jī)

3.塔架

? 作用：用來(lái)支撐風(fēng)力機(jī)及機(jī)艙內(nèi)（或機(jī)座上）各種設(shè)備，并使之離開(kāi)地面一定高度，以使風(fēng)力機(jī)能處于良好的風(fēng)況環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)

4.機(jī)艙（或機(jī)座）

? 作用：用來(lái)支撐風(fēng)輪以及與風(fēng)輪相連的齒輪傳動(dòng)（變速）裝置、調(diào)速裝置及調(diào)向機(jī)構(gòu)等

5.調(diào)向裝置

? 使風(fēng)輪能隨著風(fēng)向的變化隨時(shí)都迎著風(fēng)向，以最大限度地獲取風(fēng)能

6.調(diào)速裝置

? 當(dāng)風(fēng)速不斷變化時(shí)使風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速維持在一個(gè)接近穩(wěn)定不變的范圍內(nèi)。

7.剎車(chē)制動(dòng)裝置

? 使風(fēng)力發(fā)電機(jī)停止動(dòng)轉(zhuǎn)的裝置

8.增速器及聯(lián)軸器

? 由于風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速低而發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高，為匹配發(fā)電機(jī)，要在低速的風(fēng)輪軸與高速的發(fā)電機(jī)軸接一個(gè)增速器

? 高速聯(lián)軸器：增速器與發(fā)電機(jī)之間

? 低速聯(lián)軸器：風(fēng)輪軸與增速器之間 3.4 垂直軸風(fēng)力機(jī)

1.優(yōu)點(diǎn)

? 壽命長(zhǎng)，易安裝

? 利于環(huán)保

? 無(wú)需偏航對(duì)風(fēng)

? 葉片制造工藝簡(jiǎn)單

? 葉片僅受沿展向的張力

? 無(wú)塔影效應(yīng)

? 運(yùn)行條件寬松 2.缺點(diǎn)

1.風(fēng)能利用率

2.啟動(dòng)風(fēng)速

3.增速結(jié)構(gòu)

4.難控制易失速

5.加工工藝不成熟 3.達(dá)里厄型風(fēng)力機(jī)

4.旋轉(zhuǎn)渦輪式風(fēng)力機(jī) 第4章 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

4.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分類(lèi)和構(gòu)成

1.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分類(lèi)

1.根據(jù)風(fēng)力機(jī)軸的空間位置分類(lèi)

? 水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

? 風(fēng)輪圍繞一個(gè)水平軸旋轉(zhuǎn)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)平面與風(fēng)向垂直 ? 垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

? 風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或氣流方向，可以接受來(lái)自任何方向的風(fēng)，無(wú)須對(duì)風(fēng)；齒輪箱和發(fā)電機(jī)可以安裝在地面上，減輕風(fēng)力機(jī)發(fā)電機(jī)組承重，且方便維護(hù)

? 葉片越多，轉(zhuǎn)得越慢，葉片數(shù)多的風(fēng)力機(jī)通常稱(chēng)為低速風(fēng)力機(jī)，它在低速運(yùn)行時(shí)，有較大的轉(zhuǎn)矩。它的啟動(dòng)力矩大、啟動(dòng)風(fēng)速低，因而適用于磨面、提水

? 葉片數(shù)目少的風(fēng)力機(jī)通常稱(chēng)為高速風(fēng)力機(jī)，它在高速運(yùn)行時(shí)有較高的風(fēng)能利用系數(shù)，但啟動(dòng)風(fēng)速較高，適用于發(fā)電 2.根據(jù)風(fēng)輪的迎風(fēng)方式分類(lèi)

? 上風(fēng)型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

? 風(fēng)首先通過(guò)風(fēng)輪再穿過(guò)塔架，風(fēng)輪總是面對(duì)來(lái)風(fēng)方向，風(fēng)輪在塔架“前面”，必須有某種調(diào)向裝置來(lái)保持風(fēng)輪迎風(fēng)

? 下風(fēng)型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

? 風(fēng)首先通過(guò)塔架在穿過(guò)風(fēng)輪，風(fēng)輪在塔架“后面”，能夠自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向。

3.根據(jù)風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)之間的連接方式分類(lèi)

? 變速式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

? 帶有增速齒輪箱

? 直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

? 風(fēng)輪直接驅(qū)動(dòng)同步多極發(fā)電機(jī)

4.根據(jù)葉片能否圍繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)分類(lèi)

? 定槳距式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

? 當(dāng)風(fēng)速變化時(shí)，槳葉的迎風(fēng)角度不能隨之變化，在轉(zhuǎn)速恒定的條件下，風(fēng)速增加超過(guò)額定風(fēng)速時(shí)，如果風(fēng)流與葉片分離，葉片將處于“失速”狀態(tài)，風(fēng)輪輸出功率降低

? 變槳距式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

? 風(fēng)速變化時(shí)，槳葉的迎風(fēng)角能隨之變化 5.根據(jù)發(fā)電機(jī)組負(fù)載形式分類(lèi)

? 并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

? 通過(guò)并網(wǎng)逆變器直接饋入電網(wǎng)，然后電力通過(guò)電網(wǎng)再輸送給用電戶(hù)

? 離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

? 獨(dú)立于現(xiàn)有電網(wǎng)，需要蓄電池蓄能

2.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的構(gòu)成

? 一次能源系統(tǒng)：葉片、輪轂

? 主傳動(dòng)系統(tǒng)：主軸、主軸軸承、齒輪箱、聯(lián)軸器

? 支撐系統(tǒng)：導(dǎo)流罩、機(jī)艙罩、底盤(pán)、塔筒、基礎(chǔ) ? ? ? ? ? 發(fā)電系統(tǒng)：同步發(fā)電機(jī)（永磁式同步發(fā)電機(jī)）、異步發(fā)電機(jī)（雙饋式異步發(fā)電機(jī)）

制動(dòng)系統(tǒng)：機(jī)械制動(dòng)（液壓系統(tǒng)）、空氣動(dòng)力制動(dòng)、偏航系統(tǒng)

變槳系統(tǒng)

避雷系統(tǒng) 4.2 一次能源系統(tǒng)

1.葉片的構(gòu)造

? 材料：玻璃纖維增強(qiáng)塑料（GFRP）、碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）、木材、鋼和鋁。? 復(fù)合材料以玻璃纖維或碳纖維為增強(qiáng)材料，樹(shù)脂為基體。優(yōu)點(diǎn)：比重小，強(qiáng)度較高；易成型性好；耐腐蝕性強(qiáng)；維護(hù)少，以修補(bǔ)。? 鋼材主要用于葉片內(nèi)部結(jié)構(gòu)的連接件

2.葉片葉柄結(jié)構(gòu)

? 采用螺栓與輪轂連接，形成懸臂形式：螺紋件預(yù)埋件、鉆孔組裝式

? 木質(zhì)、鋁合金擠壓成型等弦長(zhǎng)、鋼制、鋼縱梁玻璃鋼、玻璃鋼

3.葉片數(shù)

? 兩葉片風(fēng)輪對(duì)應(yīng)最大風(fēng)能利用系數(shù)的轉(zhuǎn)速比較高。

? 對(duì)剛性輪轂來(lái)說(shuō)，作用在兩葉片風(fēng)輪的脈動(dòng)載荷要大于三葉片風(fēng)輪。? 接受程度 4.輪轂

? 固定式輪轂：鑄造結(jié)構(gòu)或焊接結(jié)構(gòu) ? 鉸鏈?zhǔn)捷嗇?/p>

? 用于有葉柄的單葉片和二葉片風(fēng)輪。

? 葉片被懸掛的角度與風(fēng)輪轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速越低，角度越大。

5.葉片的基本幾何定義

? 葉尖

? 葉片投影面積 ? 葉片翼型 ? 中弧線 ? 前緣 ? 后緣 ? 幾何弦

?平均幾何弦長(zhǎng) ? 氣動(dòng)弦長(zhǎng) ? 厚度 ? 相對(duì)厚度 ? 彎度 ? 安裝角 ? 扭角 ? 幾何攻角

6.葉片的基本幾何定義

? 當(dāng)攻角增大時(shí)，升力系數(shù)Cl成線性遞增，當(dāng)攻角達(dá)到某一值α?xí)r，Cl突然下降，這一現(xiàn)象稱(chēng)為失速。α稱(chēng)為臨界攻角。

? 壓力中心點(diǎn)：對(duì)于某一特定攻角，翼型總對(duì)應(yīng)一特殊點(diǎn)，空氣動(dòng)力對(duì)這個(gè)點(diǎn)的力矩為零，將該點(diǎn)稱(chēng)為壓力中心點(diǎn)

? 氣動(dòng)力效率：在某一攻角下，升力與阻力之比稱(chēng)為升阻比，又稱(chēng)氣動(dòng)力效率，即：cot??Cl Cd

7.風(fēng)輪的幾何定義與參數(shù)

? 風(fēng)輪直徑 ? 風(fēng)輪掃掠面積 ? 風(fēng)輪偏角 ? ? ? ? ? ? ? 槳距角 風(fēng)輪錐角 風(fēng)輪仰角 風(fēng)輪額定轉(zhuǎn)速 風(fēng)輪最高轉(zhuǎn)速 風(fēng)輪實(shí)度 葉尖速比 4.3 主傳動(dòng)系統(tǒng)

? 組成：主軸、主軸承、齒輪箱、聯(lián)軸器 1.主軸及主軸承

? 受力形式：軸向力、徑向力、彎矩、轉(zhuǎn)矩和剪切力 ? 主軸軸心通孔作用？

? 主軸安裝方式：

? 挑臂梁：兩點(diǎn)支撐 ? 懸臂梁：三點(diǎn)支撐

? 優(yōu)點(diǎn)：前點(diǎn)為剛性支撐；后點(diǎn)為彈性支撐（齒輪箱）。

? 主軸承

? 雙列調(diào)心滾子軸承。特點(diǎn)：能夠補(bǔ)償軸的繞曲和同心誤差。? 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。徑向孔：潤(rùn)滑油通道 ? 進(jìn)行淬火原因？

? 軸承座運(yùn)行時(shí)允許有微量油滲出！

2.齒輪箱（增速箱）? 潤(rùn)滑油凈化和溫控系統(tǒng)

? 粘度對(duì)溫度的影響? ? 粘度高，齒輪箱潤(rùn)滑部位不能得到充分潤(rùn)滑。? 粘度下降，對(duì)嚙合齒面油膜的形成不利。? 為何要控制溫度？

? 易生成點(diǎn)蝕、膠合和磨損現(xiàn)象。? 潤(rùn)滑方式

? 飛濺潤(rùn)滑 ? 強(qiáng)制潤(rùn)滑 ? 過(guò)濾器工作方式

? 粘度高，液壓油通過(guò)粗、精兩個(gè)過(guò)濾裝置（單向閥開(kāi)）。? 粘度低，液壓油只通過(guò)粗過(guò)濾器裝置（單向閥關(guān)）

? 截止閥作用：更換濾芯時(shí)將過(guò)濾器殼體內(nèi)的油液排出 ? 放氣接頭作用：將系統(tǒng)中的氣泡排除。? 潤(rùn)滑系統(tǒng)冷卻方式：風(fēng)冷式 ? 機(jī)組起動(dòng)前，先啟動(dòng)潤(rùn)滑油泵！? 齒輪箱安裝過(guò)程

? 激光對(duì)中 ? 人工盤(pán)動(dòng) ? 電機(jī)反向拖動(dòng) ? 分階段加負(fù)載 ? 聯(lián)軸器

? 撓性聯(lián)軸器

? 無(wú)彈性彈性元件聯(lián)軸器 ? 金屬撓性元件聯(lián)軸器 ? 剛性聯(lián)軸器

? 無(wú)鍵連接，可傳遞轉(zhuǎn)矩、軸向力或兩者的復(fù)合載荷，承載能力高，定心性好 ? 萬(wàn)向聯(lián)軸器：適用于有大角位移的兩軸之間的連接

? 輪胎聯(lián)軸器：補(bǔ)償性能和緩沖減振能力大，但隨扭角增加，兩軸會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的附加軸向力

? 膜片聯(lián)軸器：中間體帶有力矩限制器，當(dāng)傳動(dòng)力矩過(guò)大時(shí)可以自動(dòng)打滑。

? 連桿聯(lián)軸器：特點(diǎn)：保護(hù)套的表面有不同的圖層，保護(hù)套與軸之間的摩擦力始終是保護(hù)套和軸套之間摩擦力的2倍，從而保證滑動(dòng)永遠(yuǎn)只會(huì)發(fā)生在保護(hù)套與軸套之間。4.4 支撐系統(tǒng)

1.機(jī)艙

? 機(jī)艙底盤(pán)

? 性能要求：高強(qiáng)度、高剛度和減振特性 ? 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

? 分為兩部分：前機(jī)艙底盤(pán)為鑄件；后機(jī)艙底盤(pán)為焊接件。

? 機(jī)艙罩

? 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

? 分為下艙罩和上艙罩兩部分，加中空式加強(qiáng)筋

? 與底盤(pán)連接利用帶有橡膠減震器的螺栓將機(jī)艙連接板與機(jī)艙底盤(pán)支架連接。

? 整流罩

? 外部呈流線型，有利于減小風(fēng)對(duì)機(jī)艙的作用力 2.塔筒

? 功能

? 支撐位于空中的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，塔架與基礎(chǔ)相連接，承受風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行引起的各種載荷，同時(shí)傳遞這些載荷到基礎(chǔ)，使整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。

? 分類(lèi)

1.拉索式塔架

? 通過(guò)數(shù)根鋼索固定在離散的地基上，由每根鋼索的調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)長(zhǎng)短，保證整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)地基的垂直度。? 適用小型風(fēng)電機(jī)組。2.桁架式塔架

? 采用鋼管或角鐵焊接成截錐形桁塔支撐在地基上，桁塔的橫截面多為正方形或正多邊形。

? 適用于中小型風(fēng)力機(jī)

3.塔筒式塔架 ? 鋼制塔架

? 采用強(qiáng)度和塑性較好的多段鋼板進(jìn)行滾壓，對(duì)接焊成截錐式筒體，兩端與法蘭盤(pán)焊接而構(gòu)成截錐塔筒 ? 鋼混組合塔架 ? 鋼筒夾混塔

? 塔架結(jié)構(gòu)

? 安裝方式

? 采用高強(qiáng)度螺栓穿過(guò)內(nèi)翻式法蘭將塔筒連接。? 高度確定

? ≤25m：Htg?R?Hzg?Az ? >25m：Htg:D?1:1

?平臺(tái)

? 為方便安裝螺栓，平臺(tái)距法蘭處1.1m左右。? 電纜及其固定

? 通過(guò)電纜卷筒與支架固定 ? 電纜卷筒作用

? 保證電纜有一定的自由旋轉(zhuǎn)，同時(shí)承載相應(yīng)部分的電纜重量。

? 內(nèi)梯與外梯 ? 塔架的固有頻率

? 振幅大小于激振頻率和塔架的固有頻率有關(guān)。

? f?12?g y? 1?mlgl3mgl3??? y???EJx?83??? Jx???D4?d4?64

? 受力頻率

? 風(fēng)輪轉(zhuǎn)子殘余的旋轉(zhuǎn)不平衡質(zhì)量引起的振動(dòng)頻率=轉(zhuǎn)速n ? 塔影、不對(duì)稱(chēng)空氣來(lái)流、風(fēng)切變、尾流引起的振動(dòng)頻率=Nn ? f≥（1+20%）n或Nn ? f>Nn：剛性塔

? n

? 塔架-風(fēng)輪系統(tǒng)振動(dòng)模態(tài)

? 分析模態(tài)作用

? 在交變力、交變力矩作用下的振型、振幅和頻率，為解決風(fēng)力機(jī)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題提供依據(jù)

? 固有頻率改變

? 隨著離心力增加，葉片的剛性增加，從而固有頻率提高。3.基礎(chǔ)

1.厚板塊基礎(chǔ)

? 抵制傾覆力矩和機(jī)組重力偏心力?？沙惺芷牧酁閃B/6。? 形式

?平面板塊基礎(chǔ) ?平放機(jī)座基礎(chǔ)

? 嵌入式塔架和傾斜板塊基礎(chǔ) ? 巖石床打錨基礎(chǔ)

2.多樁基礎(chǔ)

? 適用土質(zhì)疏松的地質(zhì)。3.混凝土單樁基礎(chǔ) 4.支撐系統(tǒng)保護(hù)

1.連接件的維護(hù)

? 力矩檢測(cè)；防腐 2.結(jié)構(gòu)件的維護(hù)

? 外觀檢查；防銹及補(bǔ)漆（底漆、面漆）；焊點(diǎn)處檢查；電纜破損檢查 3.塔基水平度檢測(cè)

? 下塔筒外法蘭盤(pán)上選取4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn) 4.塔筒標(biāo)識(shí)維護(hù)

? 標(biāo)識(shí)清晰

4.5 制動(dòng)系統(tǒng)

? 制動(dòng)的兩種分類(lèi)：

? 運(yùn)行制動(dòng) ? 緊急制動(dòng) ? 制動(dòng)裝置：

? 機(jī)械制動(dòng) ? 空氣動(dòng)力制動(dòng)

電網(wǎng)監(jiān)測(cè)制動(dòng)命令動(dòng)力源風(fēng)況監(jiān)測(cè)主控系統(tǒng)功率放大機(jī)械制動(dòng)風(fēng)機(jī)停止風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)停機(jī)指令空氣動(dòng)力制動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理

1.機(jī)械制動(dòng)

? 工作原理：

? 利用非旋轉(zhuǎn)元件和旋轉(zhuǎn)元件之間的相互摩擦來(lái)阻止轉(zhuǎn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)。? 分類(lèi)

? 常開(kāi)式 ? 常閉式 ? 制動(dòng)器

? 工作狀態(tài)分類(lèi)

? 常閉式和常開(kāi)式 ? 盤(pán)式制動(dòng)器

? 鉗盤(pán)式：固定式和浮動(dòng)式（固定和擺動(dòng)）? 全盤(pán)式 ? 錐盤(pán)式

? 制動(dòng)器安裝方式

? 避免制動(dòng)軸受到徑向力和彎矩，鉗盤(pán)式制動(dòng)器應(yīng)成對(duì)分布。? P?M??，制動(dòng)力矩在低速軸很大。

? 失速型風(fēng)力機(jī)常用低速軸機(jī)械制動(dòng)（可靠性角度考慮）? 變槳距風(fēng)力機(jī)在高速軸制動(dòng)，但易發(fā)生制動(dòng)的不均勻性。

2.空氣動(dòng)力制動(dòng)

? 特點(diǎn)

? 空氣動(dòng)力制動(dòng)并不能使風(fēng)輪完全靜止下來(lái)，只能使其轉(zhuǎn)速限定在允許的范圍內(nèi)。

? 定槳距風(fēng)力機(jī)采用的空氣動(dòng)力裝置為

? 葉尖擾流器

? 工作過(guò)程：當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，葉尖的離心力增大，葉尖擾流器克服液壓力的作用脫離葉片主體轉(zhuǎn)動(dòng)到制動(dòng)位置。

? 葉尖擾流器還可以作為液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的保護(hù)裝置。

4.6 變槳系統(tǒng)

? 變槳距

? 使葉片繞其安裝軸旋轉(zhuǎn)，改變?nèi)~片的槳距角，從而改變風(fēng)力機(jī)的氣動(dòng)特性 ? 類(lèi)型

? 液壓變距型 ? 電動(dòng)變距型 1.液壓變槳距系統(tǒng)類(lèi)型

1.組成

? 槳距控制器、數(shù)碼轉(zhuǎn)換器、液壓控制單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、位移傳感器

液壓站槳距角給定槳距控制器-轉(zhuǎn)換為槳距信號(hào)A/D轉(zhuǎn)化器位移傳感器D/A轉(zhuǎn)化器伺服閥或比例閥液壓缸變槳機(jī)構(gòu)槳距角

2.驅(qū)動(dòng)形式分類(lèi)

? 單獨(dú)變槳

? 特點(diǎn)：可靠性高；需要精確的同步變距控制 ? 統(tǒng)一變槳

? 工作過(guò)程

2.電動(dòng)變槳距系統(tǒng)

1.總體結(jié)構(gòu) ? 工作過(guò)程

? 主控制器根據(jù)風(fēng)速、發(fā)電機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩等，把指令信號(hào)發(fā)送至電動(dòng)變槳距控制系統(tǒng)

? 電動(dòng)變槳距系統(tǒng)把實(shí)際值和運(yùn)行狀況反饋至主控器。

第3個(gè)獨(dú)立槳距裝置風(fēng)速風(fēng)向儀第2個(gè)獨(dú)立槳距裝置主控制器變壓輸入控制器輸出器功率調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速蓄電池驅(qū)動(dòng)器第1個(gè)獨(dú)立槳距裝置伺服電機(jī)減速器

2.單元組成

? 伺服電機(jī)的作用。? 電機(jī)編碼器的作用。? 減速器采用的形式。

3.變槳減速器的潤(rùn)滑 ? 潤(rùn)滑方式

? 浸油潤(rùn)滑、油脂潤(rùn)滑 ? 油脂檢查

3.變槳軸承

? 一般采用4點(diǎn)角接觸球軸承

4.7 偏航系統(tǒng)

? 偏航定義

? 水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪繞垂直軸的旋轉(zhuǎn) ? 偏航分類(lèi)

? 主動(dòng)偏航 ? 被動(dòng)偏航 1.偏航系統(tǒng)的功能

? 跟蹤風(fēng)向的變化，驅(qū)動(dòng)機(jī)艙圍繞塔架中心線旋轉(zhuǎn)，使風(fēng)輪掃掠面與風(fēng)向保持垂直。? 解纜功能

? 在反復(fù)調(diào)整方向過(guò)程中，有可能發(fā)生沿著同一方向累計(jì)轉(zhuǎn)了許多圈，造成機(jī)艙與塔底之間的電纜扭絞現(xiàn)象。

? 偏航阻尼器功能

? 使機(jī)艙平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng) ? 偏航計(jì)數(shù)器功能

? 記錄偏航系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的裝置。

2.偏航系統(tǒng)的組成和工作原理

風(fēng)向信號(hào)控制器-偏航計(jì)數(shù)器功率放大器執(zhí)行機(jī)構(gòu)風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪偏向監(jiān)測(cè)元件? 偏航計(jì)數(shù)器功能

? 記錄偏航系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的裝置。? 偏航具體過(guò)程

? 組成

? 偏航軸承；偏航驅(qū)動(dòng)裝置；偏航制動(dòng)器；偏航液壓回路 ? 齒圈與偏航軸承做成一體 ? 齒圈形式

? 內(nèi)齒圈 ? 外齒圈 ? 偏航軸承

? 內(nèi)、外齒圈特點(diǎn) ? 偏航驅(qū)動(dòng)

? 偏航驅(qū)動(dòng)的安裝方式。? 偏航制動(dòng)

? 與主傳動(dòng)制動(dòng)器的區(qū)別：不設(shè)置彈簧。

3.偏航系統(tǒng)的維護(hù)

? 偏航軸承

? 維護(hù)：密封帶必須保持沒(méi)有灰塵，清洗其他部件時(shí)，避免清潔劑接觸到密封帶或進(jìn)入滾道系統(tǒng)。

? 安裝偏航軸承后要找出4個(gè)合適的測(cè)量點(diǎn)并在支承和連接支座上標(biāo)注，并記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)作為以后測(cè)量數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)。

4.偏航系統(tǒng)的常見(jiàn)故障

? 齒圈齒面磨損 ? 液壓管路泄露 ? 偏航壓力不穩(wěn) ? 異常噪聲

? 偏航定位不準(zhǔn)確 ? 偏航計(jì)數(shù)器故障

4.8 液壓系統(tǒng)

? 作用：

? 液壓系統(tǒng)主要用于控制變槳距機(jī)構(gòu)和機(jī)械制動(dòng)，也用于偏航驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)。1.液壓元件

? 動(dòng)力元件、控制元件、執(zhí)行元件和輔助元件。

? 動(dòng)力元件：將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓壓力能。

? 控制元件：控制系統(tǒng)壓力、流量、方向以及進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換和放大。? 執(zhí)行元件：將流體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。? 輔助元件：保證系統(tǒng)正常工作。1.液壓泵

? 分類(lèi)：按結(jié)構(gòu)與壓力分類(lèi) ? 液壓泵的性能參數(shù)

? 額定壓力 ? 理論排量 ? 功率 ? 效率

2.液壓閥

? 分類(lèi)

? 方向控制閥 ? 壓力控制閥 ? 流量控制閥 ? 方向控制閥：

? 普通單向閥

? 液控單向閥 ? 換向閥

? 壓力控制閥

? 溢流閥（作用）：定壓；安全；卸載；減壓閥；順序閥

? 壓力繼電器 ? 流量控制閥

? 節(jié)流閥（作用）：節(jié)流調(diào)速；阻尼；壓力緩沖

? 調(diào)速閥 ? 分流集流閥 ? 電液伺服閥：根據(jù)輸入電信號(hào)連續(xù)成比例地控制系統(tǒng)流量和壓力的液壓控制閥

? 電液比例閥：用比例電磁鐵代替普通電磁換向閥電磁鐵的液壓控制閥。它也可以根據(jù)輸入電信號(hào)連續(xù)成比例地控制系統(tǒng)流量和壓力。

3.液壓缸

? 是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，是將輸入的液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的能量裝置，它可以方便地獲得直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

4.輔助裝置

1.蓄能器

? 應(yīng)急油源 ? 吸收壓力脈動(dòng) ? 減小液壓沖擊 ? 輔助能源 2.過(guò)濾器

? 作用：保證液壓油的清潔 ? 分類(lèi)：表面型；深度型；磁性 3.油箱

? 分為總體式和分體式 4.熱交換器

? 分為風(fēng)冷式、水冷式和冷媒式 5.密封裝置

? 分為接觸性密封和非接觸性密封

5.定槳距風(fēng)力機(jī)液壓系統(tǒng):

1.蓄能器的作用

? 當(dāng)主油路斷開(kāi)時(shí)，由蓄能器儲(chǔ)存的能量提供壓力，使葉尖擾流器與葉片保持一致。

2.突開(kāi)閥的作用

? 當(dāng)風(fēng)速超過(guò)切出風(fēng)速時(shí)，突開(kāi)閥自動(dòng)換向，系統(tǒng)的壓力被釋放，葉尖擾流器脫離葉片，實(shí)現(xiàn)緊急剎車(chē)保證機(jī)組的運(yùn)行安全性。

3.壓力繼電器作用

? 監(jiān)測(cè)剎車(chē)油缸的壓力大小，保持油缸中壓力穩(wěn)定，使剎車(chē)裝置安全可靠。

6.變槳距風(fēng)力機(jī)液壓系統(tǒng)

1.停機(jī)、待機(jī)

2.開(kāi)槳

3.順槳

7.液壓系統(tǒng)的維護(hù)

1.設(shè)備的檢查

? 油位

? 行程開(kāi)關(guān)和限位塊 ? 油溫 ? 緊固件

? 過(guò)濾器和空氣濾清器 2.液壓油

? 選用原則

? 液壓系統(tǒng)的液壓油應(yīng)該與生產(chǎn)企業(yè)指定的牌號(hào)相符。? 溫度高選用粘度高的油液 ? 更換液壓油的要求

? 液壓系統(tǒng)中的油液或添加到液壓系統(tǒng)中的油液必須經(jīng)常過(guò)濾，即使是初次用的新油也要過(guò)濾

? 清洗過(guò)濾器和空氣濾清器

? 清洗前要確保電機(jī)未起動(dòng)。? 故障排除和更換元件

? 通常液壓系統(tǒng)元件都可以用現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員來(lái)完成

8.液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障：

? 出現(xiàn)異常振動(dòng)和噪聲 ? 輸出壓力不足 ? 油溫過(guò)高

? 液壓泵的起停太頻繁

4.9 避雷系統(tǒng)

? 風(fēng)輪葉尖和風(fēng)速傳感器保護(hù)

? 葉尖處設(shè)有接閃器 ? 風(fēng)速傳感器的避雷針 ? 機(jī)艙外殼

? 瞬態(tài)電流不允許經(jīng)過(guò)軸承等精密部件

? 機(jī)艙的保護(hù)

? 傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪箱、發(fā)電機(jī)、鋼架和機(jī)艙構(gòu)成等位體，避免電壓過(guò)高對(duì)部件的破壞。? 電氣設(shè)備的保護(hù)

1.電源系統(tǒng)的保護(hù)

? 三級(jí)保護(hù)原理

? 防雷擊浪涌保護(hù)器 ? 浪涌保護(hù)器 ? 終端設(shè)備保護(hù)器

2.控制柜內(nèi)主控器的電源保護(hù)

? 變壓器輸出端并聯(lián)加裝防雷器 3.測(cè)控線的保護(hù)

? 在變送器前段加裝模擬信號(hào)防雷器或開(kāi)關(guān)信號(hào)防雷器。4.地基防雷接地體

? 由垂直接地體和環(huán)形接地體組成。

第5章 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)

1.變槳距控制是為了盡可能地提高風(fēng)力機(jī)風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率和保持風(fēng)力機(jī)輸出功率平穩(wěn)

2.變槳距型風(fēng)力機(jī)在各種工況可按最佳參數(shù)運(yùn)行，使輸出功率曲線得到優(yōu)化，可使槳葉和整機(jī)的受力狀況大為改善，還可以使發(fā)動(dòng)機(jī)在額定風(fēng)速以下的工作區(qū)段有較高的發(fā)電量，而在額定風(fēng)速以上的高風(fēng)速區(qū)段不超載，不需要過(guò)載能力大的發(fā)電機(jī)

3.變槳控制系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)隨動(dòng)系統(tǒng)，變槳距控制器是一個(gè)非線性比例控制器

5.1 發(fā)電系統(tǒng)

5.1.1 發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成 1.發(fā)電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

至電網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜變流器變壓器發(fā)電機(jī)

2.變壓器

? 變壓器的工作原理

? 通常兩個(gè)繞組中一個(gè)接到交流電源，稱(chēng)為一次繞組，簡(jiǎn)稱(chēng)一次側(cè)。另一個(gè)接到負(fù)載，稱(chēng)為二次繞組，簡(jiǎn)稱(chēng)二次側(cè)。

? 原理：一次、二次電壓決定于一次二次繞組匝數(shù)之比。? 變壓器的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)

? 用途分類(lèi)：

? 電力變壓器（220kV超高壓，35-110kV中壓，10kV配電變壓器）? 特種變壓器（電爐、整流）? 儀用互感器（電壓、電流互感器）? 冷卻方式：

? 油浸式變壓器和干式變壓器 ? 變壓器的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)

? 結(jié)構(gòu)

? 鐵心：分鐵心柱和鐵軛

? 材料：表面涂的含桂量較高的厚度為0.35mm硅鋼片制成。? 目的：提高磁路的磁導(dǎo)率和降低鐵心內(nèi)的渦流損耗。

3.開(kāi)關(guān)電器

? 開(kāi)關(guān)電器分類(lèi)

1.低壓刀開(kāi)關(guān)、接觸器、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)：正常工作下開(kāi)端或閉合正常工作電流。2.熔斷器：開(kāi)斷過(guò)負(fù)荷電流或短路電源 3.高壓隔離開(kāi)關(guān)：檢修時(shí)隔離電源。4.自動(dòng)分?jǐn)嗥鳎侯A(yù)定的記憶時(shí)間內(nèi)根據(jù)選定的計(jì)數(shù)次數(shù)在無(wú)電流的瞬間自動(dòng)分段故障電路。

5.高壓短路器、低壓空氣短路：

? 開(kāi)斷或閉合正常工作電流，或過(guò)負(fù)荷電流或短路電流。? 具有滅弧裝置

? 真空斷路器

? 真空滅弧室

? 斷路器的結(jié)構(gòu)

? 分裝式、固定式、手車(chē)式三種結(jié)構(gòu)。? 用途

? 以真空作為滅弧和絕緣介質(zhì)的斷路器，多用于10~35kV的配電系統(tǒng)中

? 交流接觸器

? 用途：接通或斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)或其他設(shè)備的主電路 ? 結(jié)構(gòu)

? 主觸頭：電流較大，接在電動(dòng)機(jī)主電路 ? 輔助觸頭：電流較小，接在控制電路。? 滅弧裝置

? 熔斷器

? 最簡(jiǎn)單且最有效的短路保護(hù)電路。

4.繼電器

? 用途：用來(lái)保護(hù)電動(dòng)機(jī)使之免受長(zhǎng)期過(guò)載的危害。? 不能用作短路保護(hù)

? 熱慣性 ? 中間繼電器

? 用途：傳遞信號(hào)和同時(shí)控制多個(gè)電路，或直接用來(lái)控制小容量電動(dòng)機(jī)或其他電氣執(zhí)行元件。

5.母線與電纜

1.母線

? 定義：在各級(jí)電壓配電裝置中，將發(fā)電機(jī)、變壓器與各種電器連線的導(dǎo)線。? 分類(lèi)

? 軟母線：電壓較高的戶(hù)外配電裝置 ? 硬母線：電壓較低的戶(hù)內(nèi)外配電裝置 1.母線材料

? 銅母線

? 鋁母線：電阻率稍高于銅，但比銅經(jīng)濟(jì)

? 鋼母線：電阻率高于銅7倍，適用于高壓小容量電路。2.母線的截面形狀

? 矩形截面：一般用于35kV及以下的戶(hù)內(nèi)配電裝置中。? 圓形截面：35kV以上的戶(hù)外配電裝置中（可防電暈）。? 槽型截面：配電時(shí)，當(dāng)三條以上矩形母線不能滿(mǎn)足要求。

2.電力電纜

1.電力電纜的種類(lèi)

? 電壓、使用環(huán)境、線芯數(shù)、結(jié)構(gòu)特征、絕緣材料 2.電力電纜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

? 油紙絕緣電纜 ? 塑料絕緣電纜 ? 交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜 ? 橡膠絕緣電纜 3.電力電纜基本結(jié)構(gòu)：

? 電纜的基本結(jié)構(gòu)由線芯、絕緣層、保護(hù)層組成

5.1.2 變流器

1.電力電子器件

1.電力電子器件的概念和特征

? 被廣泛用于處理電能的主電路中，是實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、變換及控制的電子器件。

? 主要參數(shù)：電功率大小 ? 處理功率級(jí)別大

? 由信息電子來(lái)控制電力電子器件。

2.電力電子器件的分類(lèi) 1.按控制性分類(lèi)

? 不控型器件：不能用控制信號(hào)控制其導(dǎo)通和關(guān)斷的電力電子器件 ? 半控型器件：通過(guò)控制極（門(mén)極）控制器件導(dǎo)通，但不能控制其關(guān)斷的電力電子器件。

? 全控型器件：既可以通過(guò)器件的控制極（門(mén)極）控制其導(dǎo)通，又可控制其關(guān)斷。

2.按驅(qū)動(dòng)信號(hào)分類(lèi)

? 電流驅(qū)動(dòng)型和電壓驅(qū)動(dòng)型

3.不可控器件—電力二極管

? 特征：正向?qū)щ娦院头聪蜃钄嘈?/p>

? 原理：正向電壓UF大于閾值電壓UT0時(shí)，導(dǎo)通。UF為二極管的正向同態(tài)壓降。當(dāng)反

向電壓超過(guò)一定數(shù)值（URB0）后，二極管的反向電流迅速增大，產(chǎn)生雪崩擊穿，URB0稱(chēng)為反向擊穿電壓。

4.半控型器件—晶閘管

? 又稱(chēng)可控硅整流器

? 組成：門(mén)極（G）、陽(yáng)極（A）和陰極（K）? 特征：電流觸發(fā)性；單向特性；半控型特性 5.電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管——電力MOSFET ? 原理：用柵極電壓來(lái)控制漏極電流，實(shí)現(xiàn)電流的通斷。? 分類(lèi)：P溝道和N溝道

? 特點(diǎn)：柵極電壓UGS越高，反型層越厚，導(dǎo)電溝道越寬，漏極電流越大；驅(qū)動(dòng)功率??；反應(yīng)效率快

6.絕緣柵型雙極性晶體管——IGBT ? 特點(diǎn)

? 驅(qū)動(dòng)方便，開(kāi)關(guān)速度快

? 導(dǎo)通后呈電阻性質(zhì)，電力壓降高。? 電壓驅(qū)動(dòng)型

? 通流能力強(qiáng)、耐壓等級(jí)高

2.AC-DC變換電路

1.不控整流—二極管

1.大小取決于輸入電壓和電路形式 2.特點(diǎn)

? 電流穩(wěn)定——電感濾波 ? 電壓穩(wěn)定——電容濾波

? 同時(shí)穩(wěn)定——電感與電容組成LC濾波電路 3.分類(lèi)

? 半控橋和全控橋

2.相控整流—晶閘管

? 通過(guò)控制門(mén)極的觸發(fā)延遲角，就能控制晶閘管的導(dǎo)通時(shí)刻。1.分類(lèi)

? 半控橋 ? 全控橋 2.特點(diǎn)

? 控制方便

? 產(chǎn)生的諧波對(duì)電網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生二次污染

3.斬波整流—PWM 1.特點(diǎn)

? 網(wǎng)側(cè)功率因素高、諧波含量低 ? 網(wǎng)側(cè)電流畸變小，功率因素任意可控 ? 體積、質(zhì)量小 2.分類(lèi)

? 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：電壓型和電流型

? 是否有能量回饋：無(wú)能量回饋的整流器（PFC）和有能量回饋的開(kāi)關(guān)模式整流器（SMR）? 動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度

? 適當(dāng)控制整流器交流端的幅值和相位可獲得所需大小和相位的輸入電流。

3.DC-DC交換電路

1.特點(diǎn)

? 可將一種電流電變換成另外一種固定或可調(diào)電壓的直流電。2.分類(lèi)

? 不隔離式 ? 隔離式

4.DC-AC變換電路分類(lèi)

? 電壓型 ? 電流型

? 單相半橋 ? 單相全橋 ? 三相橋式 5.AC-AC變換電路

? 分類(lèi)

? 頻率不變而僅改變電壓大小的AC-AC電壓變壓器

? 直接將一定頻率的交流電變換為較低頻率交流電的相控式AC-AC直接變換器，在直接變頻的同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)電壓變換，實(shí)現(xiàn)降頻降壓變換。

6.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變流器的應(yīng)用技術(shù)

? 支撐風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大功率變流器的主要技術(shù)有： 1.正弦脈寬調(diào)制技術(shù)

? 將參考波形與輸出調(diào)制波形進(jìn)行比較，并根據(jù)兩者比較結(jié)果確定逆變橋壁的開(kāi)關(guān)狀態(tài)

2.大功率變流技術(shù)

? 采用器件串聯(lián)技術(shù)來(lái)提高電壓等級(jí) ? 采用器件并聯(lián)技術(shù)來(lái)提高輸出電流 ? 采用模塊并聯(lián)技術(shù) 3.多重化技術(shù)

? 指在電壓源型變流器中，為減少諧波，提高功率等級(jí)，將輸出的PWM波錯(cuò)位疊加，使輸出波形更加正弦波。

4.低電壓穿越技術(shù)

? 當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障如電壓跌落時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仍需要保持與電網(wǎng)的連接，只有故障嚴(yán)重時(shí)才允許脫網(wǎng)。

5.計(jì)算機(jī)軟件控制技術(shù)