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水平轴小型风力发电机区别于垂直轴小型风力发电机

更新时间:2015-02-03 17:40

风力发电系统作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。特别是水平轴小型风力发电机,技术发展迅速,在世界各地人们已经很早就认识了,小型水平轴风力发电机的额定转速一般在500-800r/min,转速高,启动风速一般在1.5-2.5m/s,适合应用在风光互补路灯风光互补监控风光互补发电等系统上。而垂直轴风力发电机技术发展的较慢一些,因为垂直轴风力发电机对研发生产的技术要求比较高,尤其是对叶片和发电机的要求。

一、在设计方法上,水平轴小型风力发电机的叶片设计目前普遍采用的是动量—叶素理论,由于叶素理论忽略了各叶素之间的流动干扰,同时在应用叶素理论设计叶片时都忽略了翼型的阻力,这种简化对叶片外形设计的影响较小,但是对风轮的风能利用率影响较大。同时,风轮各叶片之间的干扰也十分强烈,整个流动非常复杂,如果仅仅依靠叶素理论是完全没有办法得出准确结果的。

二 、在风能利用率方面,水平轴小型风力发电机的风能利用率绝大部分由叶片设计所影响,风电厂家的小型风力发电机都会根据测得的风速和输出功率绘制风功率曲线,但是此时的风速是风轮后部测风仪测得的风速。由于以前一直用叶素理论计算垂直轴风轮的风能利用率,得出了利用率不如水平轴的结论,垂直轴风轮的起动性能差也是目前业内的共识,但只要翼型和安装角选择合适,完全能得到相当不错的起动性能。

三、从结构特点上看,水平轴小型风力发电机的叶片在旋转一周的过程中,受惯性力和重力的综合作用,惯性力的方向是随时变化的,而重力的方向始终不变,这样叶片所受的就是一个交变载荷。另外,水平轴的发电机都置于几十米的高空,这给发电机的安装和维护检修带来了很多的不便。垂直轴风轮的叶片在旋转的过程中的受力情况要比水平轴的好的多,由于惯性力与重力的方向始终不变,所受的是一恒定载荷,因此疲劳寿命要比水平轴的长。同时,垂直轴的发电机可以放在风轮的下部或是地面,便于安装维护。

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