风力发电讲座第二讲风力机的工作原理和气动力特性
风力发电是什么原理
风力发电是什么原理
风力发电是一种利用风能转换成电能的技术，它是一种清洁、
可再生的能源。
风力发电的原理其实非常简单，就是利用风力驱动
风车叶片转动，从而带动发电机发电。
接下来，我们将详细介绍风
力发电的原理。
首先，风力发电的关键部件是风力发电机组，它主要由风机叶片、轮毂、发电机、塔架和控制系统等组成。
当风吹过风机叶片时，叶片会受到风力的作用而转动，转动的叶片带动轮毂转动，轮毂与
发电机相连，通过发电机将机械能转化为电能。
这就是风力发电的
基本原理。
其次，风力发电的原理其实就是利用了动能转化为电能的物理
原理。
当风吹过风机叶片时，风的动能转化为叶片的动能，叶片带
动轮毂转动，轮毂与发电机相连，发电机内部的线圈在磁场的作用
下产生感应电动势，从而产生电流。
这样，风能就被转化为了电能，供给我们的生活和工业生产使用。
此外，风力发电的原理还涉及到风场的选择和风机叶片的设计。
风力发电站的选址非常重要，需要选择具有较高平均风速的地方，
以保证风机叶片能够获得足够的动能。
同时，风机叶片的设计也非常重要，需要考虑叶片的材料、形状和数量，以最大限度地捕捉风能。
总的来说，风力发电的原理就是利用风能转化为电能的物理原理，通过风机叶片转动带动发电机发电。
风力发电是一种清洁、可再生的能源，对于减少化石能源的使用、减少温室气体的排放具有重要意义。
随着技术的不断进步，风力发电将会在未来发挥越来越重要的作用。
希望通过本文的介绍，大家对风力发电的原理有了更深入的了解。
风力发电原理及工作过程
风力发电原理及工作过程风力发电是一种利用风能转化为电能的可再生能源方式，具有环保、可持续等优点。
本文将介绍风力发电的原理以及其工作过程。
一、风力发电原理风力发电的原理基于风能转化为机械能，再由发电机将机械能转化为电能的过程。
具体来说，原理包括以下几个步骤：1. 风能捕捉：风机叶片的设计使其能够捕捉到风的能量。
当风吹过风机时，风机叶片的形状和角度会使风与叶片表面之间产生压力差，从而吸收了风能。
2. 旋转叶片：当风吹过风机时，风机叶片会受到风的作用力而旋转。
风机通常有多个叶片，其数量和设计也会影响风机的效率。
3. 传递机械能：风机的旋转运动会通过一个传动系统，如齿轮箱，将机械能传递给发电机。
齿轮箱起到增加旋转速度的作用，以达到发电机运行所需的旋转速度。
4. 机械能转化为电能：发电机是将机械能转化为电能的关键部件。
当风机传递的机械能通过齿轮箱传递给发电机时，发电机内的导体会受到磁场的作用而产生电流，从而将机械能转化为电能。
5. 输送电能：产生的电能会经过变压器进行升压处理，然后通过输电线路输送到电力网络，供应给用户使用。
二、风力发电工作过程了解了风力发电的原理后，我们来了解一下其工作过程。
风力发电的工作过程主要包括以下几个阶段：1. 风速监测：在选址搭建风力发电场之前，需要进行风资源评估。
通过监测风速和风向分布的数据，确定是否具备建设风力发电站的条件。
2. 风机安装：根据选址评估的结果，选定适当的风机，并搭建风力发电站。
风机的安装需要考虑风速、地理位置等因素，以确保风机能够高效地捕捉到风能。
3. 运行管理：风力发电站的运行需要进行严密的管理与监控。
包括对风机的运行状态进行监测，及时发现故障并进行维修；对发电量进行监测，进行数据分析以优化发电效率等。
4. 电网连接：发电站产生的电能通过变压器升压后，通过输电线路连接到电力网络。
连接到电力网络后，发电站的电能可以供应给周边用户使用，也可以被输送到其他地区。
风力发电技术讲座_二_风力机的工作原理
图 ( 所示为垂直轴阻力型风力机的风轮，它
主要由 < 个曲面叶片组成。
当风吹向风轮，叶片产生阻力，驱动风轮作逆
时针方向旋转（顶视）。凹下的叶片驱动风轮旋转，
凸起的叶片阻碍风轮的转动，每个叶片产生的阻
力值 -= 可按下式计算：
-=1
, !
#（/!#）!>?4=
（)）
式中：#— ——空气密度；
!!
可再生能源 !""(+!（总第 ,!( 期）
技术讲座
（,）升力型风力机的工作原理 图 # 所示是水平轴风力机的机头部分。风轮 主要由两个螺旋桨式的叶片组成。风从左方吹 来，叶片产生的升力 -! 和阻力 -. 。阻力是风对 风 轮 的 正 面 压 力 ，由 风 力 机 的 塔 架 承 受 ；升 力 是 推动风轮旋转的动力。
然而，美国的风能市 场 并 不 像 有 些 人 想 象 的 那 样 前 景 光 明 。由 于 一 些 地 区 的 电 力 传 输 容 量 一 直 没 有 提 高，目前的电力传输网已经不能承受更多的电力负 荷，这些地区只可能建造少 数 几 座 风 力 发 电 机 组 。 虽 然美国政府计划在此地区建造更多的电力传输线以 满 足 日 益 增 长 的 电 力 需 求 。但 是 由 于 有 关 机 构 互 相 推 委 ，使 该 计 划 的 实 施 工 作 一 拖 再 拖 。另 外 ，由 于 美 国 政 府对风力发电机组生产规模的扩大没有相关的优惠 政 策 ，致 使 风 力 发 电 机 组 的 生 产 量 急 剧 下 降 。
的升力与阻力不同。平板型阻力1弧板型阻力1流 线型阻力；流线型升力1弧板型升力1平板型升 力。相对应的 ’$ 与 ’# 值亦如此。
风力发电机工作原理和基本组成是什么？
风力发电机工作原理和基本组成是什么？1. 工作原理风力发电机是利用风的能量将其转化为电能的一种装置。
它的工作原理基于风能转化为机械能，然后通过发电机将机械能转化为电能。
风力发电机的工作原理可分为以下几个步骤：1. 风能捕捉：风力发电机的核心部件是风轮，它通常由数片叶片组成。
当风吹过叶片时，受到风压的作用，叶片开始转动。
2. 机械能转换：叶片转动带动风轮转动，风轮与轴相连接。
当风轮转动时，轴也随之转动，将风能转化为机械能。
3. 传输和增强：转动的轴通过传动装置（常见的是齿轮箱）将机械能转移到发电机上。
传动装置的作用是增加转速和扭矩。
4. 电能转换：发电机接收到机械能后，将其转化为电能。
发电机是通过电磁感应原理工作的，转动的轴带动磁场与线圈之间的相对运动，从而在线圈中产生电流。
5. 电能输出：产生的电能经过调节和整流，最终通过电缆传输到电网中，供人们使用。
2. 基本组成风力发电机的基本组成包括以下几个核心组件：1. 风轮：也称为叶片，是风力发电机的捕风器。
它通过受到风压力的作用来转动轴，将风能转化为机械能。
2. 轴：风轮转动时带动的部分，将机械能传输给发电机。
3. 传动装置：常见的是齿轮箱，用于将风轮转动的低速旋转传递给发电机，增加转速和扭矩。
4. 发电机：包括定子和转子，通过转动的轴带动转子与定子之间相对运动，利用电磁感应原理将机械能转化为电能。
5. 控制系统：用于监测风力发电机的状态，调节发电机的输出功率，保证系统的稳定运行。
6. 电网接入装置：将发电机产生的电能通过调节和整流后，连接到电网中，实现电能的输出。
综上所述，风力发电机的工作原理是利用风能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。
其基本组成包括风轮、轴、传动装置、发电机、控制系统和电网接入装置等核心部件。
风力发电机的工作原理和基本组成的理解对于深入了解和应用风力发电技术具有重要意义。
风力发电原理及工作过程
风力发电原理及工作过程风力发电是一种利用风能转化为电能的可再生能源技术，它是一种清洁、环保的能源形式，具有广泛的应用前景。
风力发电原理基于风能转化为机械能，再由发电机将机械能转化为电能的过程。
下面我们将详细介绍风力发电的原理及工作过程。
首先，风力发电的原理是基于风能转化为机械能的物理原理。
当风通过风力发电机的叶片时，叶片受到风的作用力而旋转。
这种旋转运动将风能转化为机械能，而机械能则通过发电机转化为电能。
风力发电机通常采用的是风轮式发电机，其叶片的旋转驱动发电机内的转子旋转，从而产生电能。
其次，风力发电的工作过程可以分为风能捕捉、机械能转化和电能输出三个阶段。
首先是风能捕捉阶段，当风力发电机的叶片受到风的作用力时，叶片开始旋转，将风能转化为机械能。
接着是机械能转化阶段，机械能通过发电机的转子旋转，产生感应电动势，最终将机械能转化为电能。
最后是电能输出阶段，通过电力系统将风力发电机产生的电能输送到用户端，实现电能的利用和供应。
在实际的风力发电系统中，通常会配备风速测量装置、控制系统和储能设备，以实现对风力发电机的监测、控制和稳定运行。
风速测量装置可以实时监测风速变化，控制系统可以根据风速的变化调节叶片的角度和转速，以最大限度地捕捉风能。
同时，储能设备可以将风力发电机产生的电能进行储存，以应对风速不稳定或电网负荷波动的情况。
总的来说，风力发电原理及工作过程是基于风能转化为机械能，再由发电机将机械能转化为电能的物理过程。
风力发电系统通过风速测量、控制系统和储能设备的配合，实现对风能的捕捉和利用，为清洁能源的发展做出了重要贡献。
随着技术的不断进步和应用的推广，风力发电将在未来发挥更加重要的作用，成为可再生能源领域的重要组成部分。
风力发电原理及工作过程
风力发电原理及工作过程
风力发电是一种利用风能转化为电能的可再生能源，其原理是利用风机叶片转
动带动发电机发电。
风力发电是目前广泛应用的清洁能源之一，具有环保、可再生、无污染等优点。
下面将详细介绍风力发电的原理及工作过程。
首先，风力发电的原理是利用风能转换为机械能，再由发电机将机械能转换为
电能。
当风吹过风机叶片时，叶片受到风力的作用而转动，转动的叶片带动风机轴转动，风机轴连接着发电机，发电机随之转动并产生电能。
这就是风力发电的基本原理。
其次，风力发电的工作过程可以分为三个主要步骤，风能转换、机械能转换和
电能转换。
首先是风能转换，当风吹过风机叶片时，风能被转换为叶片的动能，使叶片转动。
其次是机械能转换，转动的叶片带动风机轴转动，风机轴连接着发电机，发电机随之转动并产生机械能。
最后是电能转换，发电机产生的机械能被转换为电能，通过输电线路输送到各个用电场所。
风力发电的工作过程是一个高效的能源转换过程，能够将风能有效地转换为电能。
风力发电具有成本低、无污染、可再生等优点，因此受到了广泛的关注和应用。
随着科技的不断进步，风力发电技术也在不断完善，风力发电设备的效率和稳定性得到了大幅提高，使得风力发电成为了可靠的清洁能源之一。
总的来说，风力发电的原理是利用风能转换为电能，其工作过程包括风能转换、机械能转换和电能转换三个主要步骤。
风力发电作为一种清洁能源，具有巨大的发展潜力，将会在未来的能源结构中发挥越来越重要的作用。
希望通过本文的介绍，能够让大家对风力发电有一个更加深入的了解。
风力发电原理及工作过程
风力发电原理及工作过程风力发电是一种利用风能转换成电能的清洁能源。
风力发电机通过叶片受到风的作用而转动，驱动发电机产生电能。
风力发电具有资源广泛、环保、可再生的特点，是未来能源发展的重要方向之一。
风力发电的原理是利用风能转换成机械能，再通过发电机将机械能转换成电能。
风力发电机通常由叶片、轮毂、发电机等部件组成。
当风力作用于叶片上时，叶片开始旋转，带动轮毂一起旋转。
轮毂通过传动装置将旋转运动传递给发电机，发电机内部的线圈在磁场的作用下产生感应电动势，最终输出电能。
整个过程中，风能被转化为机械能，再转化为电能。
风力发电的工作过程可以分为风能捕捉、机械能转换和电能输出三个阶段。
首先是风能捕捉阶段，当风速达到一定程度时，叶片开始受到风力的作用而旋转。
叶片的设计和布置对风能捕捉效率起着决定性作用。
其次是机械能转换阶段，风力作用于叶片，带动轮毂旋转，再通过传动装置将旋转运动传递给发电机，使发电机产生电能。
最后是电能输出阶段，发电机产生的电能通过变压器升压后输入电网，供给用户使用。
风力发电具有很多优点。
首先，风力发电是一种清洁能源，不会产生二氧化碳等温室气体，对环境没有污染。
其次，风能是一种可再生资源，不会像化石能源一样存在枯竭的问题。
再次，风力发电具有较高的适应性，可以建设在陆地、海上甚至高山等不同地形地貌上。
此外，风力发电还可以带动当地经济发展，增加就业机会，促进可持续发展。
然而，风力发电也存在一些问题。
首先，风力发电的发电效率受到风速的限制，风速不稳定时会影响发电效率。
其次，风力发电机占地面积较大，需要大面积的土地或海域进行布局。
再次，风力发电机的建设和运行成本较高，需要较长时间才能收回投资。
此外，风力发电机运行时会产生一定的噪音和对鸟类的影响，需要合理规划和管理。
总的来说，风力发电作为一种清洁、可再生的能源，具有广阔的发展前景。
随着技术的不断进步和成本的不断降低，风力发电将会在未来能源结构中发挥越来越重要的作用。
第二章 风能及其转换原理 风力发电原理课件
1856年，美国人费雷尔提出了更接近实际的“三圈环流”大气 运动模型。
三 圈 环 流 示 意 图
8
8
关于科里奥利力
科里奥利（1792—1843），法国物理学家。1835年提出， 在一个转动参考系中，运动物体受到的虚拟力除惯性离心力外， 还受到“惯性”的另一种表现的力，我们把它称为科里奥利力。
1. 海陆风
a) 海风的形成
海陆风形成示意图
b) 陆风的形成
13
13
2. 山谷风
谷风的形成示意图
山谷风形成示意图
山风的形成示意图
14
14
3. 焚风
a) 山前有降水情况
焚风形成示意图
b) 山前无降水情况
15
15
2.1.4 平均风
1 平均风速
平均风速是指在某一时间间隔中，空间某点瞬时水平方向风速的 数值平均值，用下式表示。
1．脉动风速
脉动风速为瞬间风速与平均风速的差值，因此，其时间平均值为零 ：
1 t2
V'( t ) t V'( t ) dt 0
t1
脉动风速的概率密度函数非常接近于高斯分布或正态分布。概率密度 函数:
p(V ')
1
2
exp
V'
2
2 2
25
25
1．脉动风速
下图是某处不同高度风速的时间曲线。由图可知，脉动风速随高度的 减小而增加，这是由于越接近地面受地貌特征及湿度分布影响越大造 成的。
36
25
14
风力发电机工作原理
风力发电机工作原理2008/05/08 21:42:09来源：中国风力发电网我要投稿风力发电机工作原理简单的说是：风的动能（即空气的动能）转化成发电机转子的动能，转子的动能又转化成电能。
风力发电机工作原理是利用风能可再生能源的部分。
由1995年到2005年之间的年增长率为28.5％。
根据德风力发电机工作原理简单的说是：风的动能（即空气的动能）转化成发电机转子的动能，转子的动能又转化成电能。
风力发电机工作原理是利用风能可再生能源的部分。
由 1995 年到2005 年之间的年增长率为 28.5 ％。
根据德国风能会（ DEWI ）的估计，风能发电的年增长率将保持高增长率，在 2012 年或之前全球风力发电装机容量可能达到 150 千兆瓦。
发电风力发电机最初出现在十九世纪末。
自二十世纪八十年代起，这项技术不断发展并日渐成熟，适合工业应用。
近二三十年，典型的风力发电机的风轮直径不断增大，而额定功率也不断提升。
在二十一世纪 00 年代初，风力发电机最具经济效益的额定输出功率范围在 600 千瓦至 750 千瓦之间，而风轮直径则在40 米至 47 米之间。
当时所有制造商都有生产这类风力发电机。
新一代的兆瓦级风力发电机是以这类机种作为基础发展出来的。
二零零七年初，有一些制造商开始生产额定功率为几兆瓦而风轮直径达到约 90 米的风力发电机（例如 Vestas V90 3.0 兆瓦风电机， Nordex N90 2.5 兆瓦风电机等等），甚至有些直径达100 米 ( 如 GE 3.6 兆瓦风电机 ) 。
这些大型风力发电机主要市场是欧洲。
在欧洲，适合风电的地段日渐减少，因此有逼切性安装发电能力尽量高的风力发电机。
另一类更大型的为海上应用而设计的风力发电机，已经完成设计并制成原型机。
例如 RE Power 公司设计的风力发电机风轮直径达 126 米，功率达 5 兆瓦。
1) 风的功率风的能量指的是风的动能。
特定质量的空气的动能可以用下列公式计算。
风力机空气动力学
控制系统
——叶轮处在单元流管模型中，如图。
——雷诺数的表达形式： Re=VC/
——流场中众多流线的集合称为流线簇。
而由伯努利方程，必使：
即穿越叶轮的风速为叶轮远前方与远后方风
另一方面，dR还可分解推力元阻力元dF和扭矩元dT，由几何关系可得：
气动力矩系数：CM=M / (1/2 V2C2)
阻力系数： CD=D / (1/2 V2C)
当= 时，C 达到最大值C 。 称为临界攻 ——雷诺数的表达形式： Re=VC/
用—升—力 层系流数与C紊l随流攻：角两种变性化质的不曲同线的（流升动C力状T 特态性。曲线）来L描述。
Lmax
CT
角或失速攻角。当> 时，C 将下降。 由于机翼上下表面所受的压力差，实际上存在着一个指向上翼面的合力，记为R。
速增大，即V2>V1。而由伯努利方程，必使： P2 < P1，即压力减小。 ——下翼面变化较小， V3≈V1，使其几乎保持原 来的大气压，即： P3 ≈ P1。
结论：由于机翼上下表面所受的压力差，使得机 翼得到向上的作用力——升力。
2.1.3 翼型的气动特性
一、翼型的几何描述
前缘与后缘：
O
B
翼弦
——气动力矩：合力R对（除自己的作用点外）其它 点的力矩，记为M。又称扭转力矩。
为方便使用，通常用无量刚数值表示翼剖面的气动特 性，故定义几个气动力系数：
升力系数： CL=L / (1/2 V2C) 阻力系数： CD=D / (1/2 V2C) 气动力矩系数：CM=M / (1/2 V2C2)
此处，L、D、M分别为翼型沿展向单位长度上的升 力、阻力和气动力矩。
——弯度分布：沿着翼弦方向的弯度变化。
风力发电的物理原理剖析
风力发电的物理原理剖析风力发电是一种利用风能将其转化为机械能，再进一步转化为电能的发电方式。
它是一种可再生能源的利用方式，具有环保、经济、可持续等特点。
本文将通过解析风力发电的物理原理，从空气流动、转子叶片、发电机等方面剖析风力发电的工作过程。
首先，风力发电的物理原理基于空气流动。
风是空气在地球表面受到温度差异和地球自转的作用而不断流动的结果。
风的动能可以表示为1/2mv^2，其中m是单位时间内通过某一面积的空气质量，v是空气的速度。
因此，风能与风速的立方成正比。
接下来，风能通过转子叶片将其转化为机械能。
转子叶片是风力发电机组中最关键的部分，它们通常由玻璃纤维复合材料或铝合金等轻而坚固的材料制成。
当风经过叶片时，由于气体的粘性以及叶片的形状和角度，空气会被强制改变方向，产生一个压力差。
这个压力差会对叶片表面施加力，使叶片开始旋转。
这个旋转过程就是将风能转化为机械能的过程。
然后，机械能通过发电机将其转化为电能。
发电机是风力发电机组中负责将机械能转化为电能的关键组件。
发电机主要由转子和定子组成。
转子与转子叶片连接，当转子受到机械力作用时就会旋转。
在转子内部有一组线圈，当转子旋转时，线圈中的磁场也会发生改变。
同时，定子内部也有一组线圈，当转子旋转时，定子线圈中的磁场与转子线圈的磁场相互作用，产生感应电动势。
根据电磁感应定律，一旦有电动势产生，就可以通过电流形式输出电能。
最后，电能通过变压器进行升压传输。
由于风力发电机组产生的电能通常较低，需要通过变压器将电能升压，以便更好地进行传输和分配。
变压器通过电流的电磁感应，将低压电能转化为高压电能，以减少能量损失，并提高电能的传输效率。
综上所述，风力发电的物理原理是基于空气流动、转子叶片和发电机的工作原理。
当风通过转子叶片时，被强制改变方向，产生压力差，进而驱动转子旋转。
而转子内的线圈的旋转运动则会通过电磁感应产生电动势，完成从风能到机械能再到电能的转化过程。
风力发电什么原理
风力发电什么原理
风力发电是利用风能转换成电能的一种清洁能源。
风力发电的
原理是利用风力带动风轮转动，再通过发电机将机械能转化为电能。
风力发电的原理可以简单地概括为风能转动机械设备，机械设备再
转化为电能。
下面将详细介绍风力发电的原理。
首先，风力发电的原理基于风能的转化。
当风吹过风力发电机
的叶片时，风的动能被转化为叶片的动能。
这些叶片连接到一个主
轴上，当叶片受到风的作用时会转动主轴。
主轴与发电机的转子相连，因此叶片的转动将转子转动，产生机械能。
其次，发电机将机械能转化为电能。
发电机是将机械能转化为
电能的装置。
当转子转动时，通过电磁感应原理在导线中产生感应
电流，最终产生电能。
这些电能经过整流、变压等装置后，可以输
出为交流电或直流电，供给家庭或工业使用。
风力发电的原理就是这样简单。
通过风的动能转化为机械能，
再通过发电机将机械能转化为电能。
这种清洁能源不会产生温室气
体和污染物，对环境友好。
同时，风力发电具有可再生性和持续性，是一种非常重要的可再生能源。
总的来说，风力发电的原理是通过风能转动机械设备，再将机械能转化为电能。
这种清洁能源对环境友好，具有可再生性和持续性，是未来能源发展的重要方向之一。
希望随着科技的发展，风力发电技术能够不断完善，成为更加高效的清洁能源。
风力发电机运行的空气动力学原理解析
风力发电机运行的空气动力学原理解析风力发电机是一种利用风能转化为电能的设备，利用空气动力学原理进行运行。
空气动力学是研究空气在物体表面流动时所产生的力学效应的学科，其中涉及到的流体力学、空气动力学和结构力学等知识领域。
本文将从风力发电机的构成和原理、空气动力学原理以及风力发电机的运行过程等方面对其运行原理进行分析和解析。
首先，风力发电机由风轮、主轴、发电机以及塔架等构成。
其中，风轮是最重要的部件，它是通过空气动力学原理将风能转换为机械能。
风轮主要由叶片、主轴承和转子组成，其中叶片是最关键的部分。
在运行过程中，当风流通过风轮的叶片时，由于叶片的形状和倾斜角度，会使得风流产生一定的压力差，从而使风轮转动。
风轮的转动通过主轴传递给发电机，由发电机将机械能转化为电能。
其次，风力发电机的运行离不开空气动力学原理的支持。
当风流通过风轮的叶片时，由于风流的高速流动和叶片的形状等因素，会在叶片上产生压力差。
根据伯努利定律，当流体速度增加时，压力就会下降，而风轮叶片的形状和倾斜角度使得上表面的流速较快，下表面的流速较慢，从而产生了压力差。
此时，风流将从高压区域流向低压区域，推动风轮转动。
这就是风力发电机利用空气动力学原理来转换风能的过程。
风力发电机使用的是无驱动翼型，即在风流作用下产生升力来推动转子转动。
翼型的选择非常关键，不同的翼型会有不同的气动性能，影响着风力发电机的效率和输出功率。
一般而言，翼型的厚度比例愈小，气动性能愈好，当然翼型的选择还要结合具体的风力工况。
在实际应用中，常用的翼型有NACA系列翼型、稳定翼型等。
最后，风力发电机的运行过程可以简单概括为：当风力达到一定速度时，风轮开始转动，这时发电机开始工作，将机械能转化为电能。
随着风力的增大，风轮的转速也会增加，进而提高了发电机的输出功率。
另外，为了保证风力发电机的安全运行，还需要考虑风轮的稳定性和抗风性能。
在强风条件下，风力发电机会自动启动风刹系统，将风轮停止旋转，以避免因风力过大导致设备损坏。
风力发电及其工作原理
风力发电及其工作原理
嘿呀！今天咱们来聊聊风力发电及其工作原理呢！
首先哇，咱们得知道啥是风力发电？风力发电呀，简单说就是靠风的力量来产生电哟！这可真是大自然给咱们的神奇礼物呀！
那风力发电到底是咋工作的呢？哎呀呀，这就得好好说道说道啦！
1. 风的力量推动叶片哇塞！当风吹过来的时候呢，巨大的叶片就开始转动啦！你能想象那场景不？呼呼的风，推动着叶片不停地转呀转，就像一个不知疲倦的舞者在尽情舞蹈呢！
2. 叶片带动发电机哎呀呀！叶片一转起来，就会带动里面的发电机跟着动起来哟！这就像是一个链条，一环扣一环，神奇得很呢！
3. 发电机产生电能哇哦！发电机一转动，电能就产生啦！这电能就可以通过电线传输到咱们家里、工厂里，给咱们的生活和生产带来光明和动力呀！
你想想看，风这个看不见摸不着的东西，居然能被咱们利用起来发电，这难道不是超级厉害的吗？而且呀，风力发电还有好多好多优点呢！比如说，它是一种清洁能源，不会像煤炭发电那样产生污染，对环境可友好啦！还有啊，风是取之不尽用之不竭的，只要有风，咱们就能发电，多棒呀！
不过呢，风力发电也不是完美无缺的哟！比如说，风的大小和方向不稳定，这就会影响发电的效率呢。
有时候风太小，发的电就不够用；有时候风太大，还可能会损坏设备。
哎呀呀，这可真是让人头疼的问题呀！
但是，咱们人类可是很聪明的哟！科学家们一直在努力研究，想办法解决这些问题，让风力发电变得更加可靠和高效。
哇！相信在不久的将来，风力发电一定会发展得越来越好，为咱们的生活带来更多的便利和好处呢！
怎么样，这下你对风力发电及其工作原理是不是有了更清楚的了解啦？。
风力发电讲座第二讲风力机的工作原理和气动力特性
风能是我国目前开发利用比较成熟的一种新能源,风电事业正在我国蓬勃发展。
为了帮助读者了解风力发电知识,我们请长期从事风力发电研究工作的中国科学院电工研究所倪受元研究员撰写了《风力发电》讲座,以飨读者。
———编者风力发电讲座第二讲风力机的工作原理和气动力特性倪受元1空气动力学的基本知识111升力和阻力物体在空气中运动或者空气流过物体时,物体将受到空气的作用力,称为空气动力。
通常空气动力由两部分组成:一部分是由于气流绕物体流动时,在物体表面处的流动速度发生变化,引起气流压力的变化,即物体表面各处气流的速度与压力不同,从而对物体产生合成的压力;另一部分是由于气流绕物体流动时,在物体附面层内由于气流粘性作用产生的摩擦力。
将整个物体表面这些力合成起来便得到一个合力,这个合力即为空气动力。
风轮叶片是风力机最重要的部件之一。
它的平面形状与剖面几何形状和风力机空气动力特性密切相关,特别是剖面几何形状即翼型气动特性的好坏,将直接影响风力机的风能利用系数。
气流绕风轮叶片的流动比较复杂,是一个空间的三元流动。
当叶片长度与其翼型弦长之比(展弦比)较大时,可以忽略气流的展向流动,而把气流绕叶片的流动简化为绕许多段叶片元(即叶素)的流动,叶素之间互相没有干涉。
当每个叶素的展向长度趋向无穷小时,叶素就成了翼型,空气绕叶素的流动就成了绕翼型的流动,也就成了二元流动或平面流动。
图221示出空气流过一块平板的情形,平板面与气流方向形成一个夹角α,α称为攻角。
由于平板上方和下方的气流速度不同(上方速度大于下方速度),因此平板上、下方所受的压力也不同(下方压力大于上方压力),总的合力F即为平板在流动空气中所受到的空气动力,其方向垂直于板面。
此力可分解为两个分力:一个分力F y与气流方向垂直,它使平板上升,称为升力;另一个分力F x与气流方向相同,称为阻力。
升力和阻力与叶片在气流方向的投影面积S、空气密度ρ及气流速度V的平方成比例,可以下式表示:式中,c y称为升力系数;c x称为阻力系数;c r称为总的气动力系数。
第二章 风力机的基本理论及工作原理
叶素理论
叶素理论的出发点是将风轮叶片延展向分成许 多微段，称这些微段为叶素。假设在每个叶素上的 流动相互之间没有干扰，即叶素可以看成是二维翼 型，这时，将作用在每个叶素上的力和力矩延展向 积分，就可以求得作用在风轮上的力和力矩。
3.5.6直驱式垂直轴风力发电机
一个永磁直驱式发电机模型，是多极发电机，结构与水轮发电机 类似，只是转子励磁采用永久磁体。转子旋转在定子绕组中产生电 流输出。
发电机安装在钢结构的塔架基座上，塔架基座的柱与梁还要支持塔架与 风轮。
塔架安装在塔架基座上。
风轮在塔架顶端，风轮轴通 过传动轴连接发电机，发电 机与风轮同步旋转。 直驱发电机安装在塔架上部
当平板与气流方向平行时，平板受到的作用力为零（阻力 与升力都为零）。 当平板与气流方向有夹角时，在平板 的向风面会受到气流的压力，在平板的下风面会形成低压 区，平板两面的压差就产生了侧向作用力F，该力可分解
为阻力D与升力L。
当夹角较小时，平板受到的阻力D较小；此 时平板受到的作用力主要是升力L。
3.5.1 垂直轴风力机的分类
阻力型风力机
萨窝纽斯型（Savonius type）风力机，选用的是S 型风轮。它由两个半圆筒形叶片组成，两圆筒的轴线相 互错开一段距离。其优点是启动转矩大，启动性能良好， 但是它的转速低，风能利用系数低 。
升力型风力机
利用翼型的升力做功，最典型的是达里厄式风力机， 其风能利用系数最高。多种达里厄式风力发电机，如Φ 型，△型，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。
叶轮由两片垂直的叶片阻成，叶片 截面为流线型的对称翼型，以相反方 向安装在转轴两侧。
达里厄风力机在低风速下运转困难， 要在较高的风力下，风轮转速达到 叶尖速比为3.5以上才可能正常运 转，在尖速比为4-6可获较高的功 率输出。下图为达里厄风力机的功 率系数与叶尖速比的关系曲线。
风力驱动发电机的工作原理
风力驱动发电机的工作原理风力发电是利用风能转化为电能的一种发电方式，其中风力发电机是实现这一过程的重要装置。
风力发电机采用风力驱动转子旋转，并通过转动的转子驱动发电机工作，最终将机械能转化为电能。
风力发电机的工作原理可以分为风能转换和能量转换两个过程。
首先是风能转换过程。
风力发电机的转子通常为多个叶片组成的风轮，风轮通过设计合理的形状和材料进行旋转。
当风吹来时，风轮会感受到风的作用力，造成叶片的转动。
这个过程类似于船帆利用风力驱动船只前进。
风力驱动转子旋转的过程中，需要考虑到叶片的承受风压和抗风性能，确保风力发电机可以正常运转。
第二个过程是能量转换过程。
风力发电机的转子与发电机相连，当转子旋转时，通过传动机构将机械能传递给发电机，使发电机转动。
发电机是将机械能转换为电能的关键设备。
发电机内部有绕组和磁极，当转子转动时，磁极和绕组之间会产生相对运动，从而产生电磁感应效应。
这个过程类似于自行车脚踏板带动起步动力，驱动车轮旋转。
在风力发电机中，转子的旋转产生的机械能被转化为发电机中电磁感应产生的电能。
综上所述，风力发电机的工作原理可以概括为接收和转化风能、通过机械传动使发电机转动、通过发电机将机械能转化为电能。
风力发电机的工作原理受到多种因素的影响，如风速和风向等。
风能是风力驱动发电机运转的能量源泉，风速的大小直接影响到风轮叶片的旋转速度。
如果风速太低，转子无法旋转，无法产生足够的机械能；如果风速太高，转子过旋转会对设备造成损坏。
因此，风力发电机的设计需要考虑到风能的利用率和设备的安全性。
此外，风向的变化也会对风能的利用造成影响。
当风向发生变化时，风轮的姿态也需要跟随调整，以保持在最佳的工作状态。
通常情况下，风力发电机具备朝向调整的功能，使其能够跟随风向的变化而转动。
总之，风力发电机通过接收和转化风能，并通过能量转换机构将机械能转换为电能。
风力发电机的工作原理是实现风能转换和能量转换的过程，对于风力发电的可持续发展起到重要作用。
第二讲_风力机的能量转换过程及基本特性
风电机 结构
为什么转子叶片呈螺旋状？ 大型风电机的转子叶片通常呈螺旋状。从转子叶片看过去，并向叶片的根部 移动，直至到转子中心，风从很陡的角度进入（比地面的通常风向陡得多）, 如果叶片从特别陡的角度受到撞击，转子叶片将停止运转。因此，转子叶片 需要被设计成螺旋状，以保证叶片后面的刀口，沿地面上的风向被推离。
齿轮箱：齿轮箱左边是低速轴，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。 高速轴及其机械闸：高速轴以1500转每分钟运转，并驱动发电机。它装备有紧急机械闸，用于空气动力闸失效 时，或风电机被维修时。 发电机：通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风电机上，最大电力输出通常为500至1500千瓦。 偏航装置：借助电动机转动机舱，以使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向 标来感觉风向。图中显示了风电机偏航。通常，在风改变其方向时，风电机一次只会偏转几度。 电子控制器：包含一台不断监控风电机状态的计算机，并控制偏航装置。为防止任何故障（即齿轮箱或发电机 的过热），该控制器可以自动停止风电机的转动，并通过电话调制解调器来呼叫风电机操作员。 液压系统：用于重置风电机的空气动力闸。 冷却元件：包含一个风扇，用于冷却发电机。此外，它包含一个油冷却元件，用于冷却齿轮箱内的油。一些风 电机具有水冷发电机。 塔：风电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势，因为离地面越高，风速越大。现代600千瓦风汽轮机的 塔高为40至60米。它可以为管状的塔，也可以是桁架结构的塔。管状的塔对于维修人员更为安全，因为可 以通过内部的梯子到达塔顶。桁架结构的塔则比较便宜。 风速计及风向标：用于测量风速及风向。 风电机发电机: 将机械能转化为电能。风电机上的发电机与你通常看到的电网上的发电设备相比有点不同。 原因是，发电机需要在波动的机械能条件下运转。 输出电压 大型风电机（100-150千瓦）通常产生690V的三相交流电。然后电流通过风电机旁的变压器（或在塔内），电 压被提高至一万至三万伏，这取决于当地电网的标准。 大型制造商可以提供50赫兹风电机类型（用于世界大部分的电网），或60赫兹类型（用于美国电网）。 冷却系统 发电机在运转时需要冷却。在大部分风电机上，发电机被放置在管内，并使用大型风扇来空冷；一部分制造商 采用水冷。水冷发电机更加小巧，而且电效高，但这种方式需要在机舱内设置散热器，来消除液体冷却系统产 生的热量。 启动及停止发电机 如果通过弹开一个普通开关将大型风电机发电机与电网连接或解开，很可能会损毁发电机、齿轮箱及邻近电网。
风力风电原理
风力风电原理一、引言随着能源需求的增加和环境保护意识的提高，可再生能源逐渐成为人们关注的热点话题。
而风力风电作为其中一种重要的可再生能源形式，受到了广泛关注和应用。
本文将从风力风电的原理出发，介绍其工作原理、发电过程以及优缺点，希望能够帮助读者更好地了解风力风电。
二、风力风电的工作原理风力风电利用风的动能转化为机械能，然后再将机械能转化为电能。
其基本原理可以概括为以下几个步骤：1. 风轮叶片捕捉风能风力发电机的核心部件是风轮，风轮通常由三片叶片组成。
当风吹过风轮时，风力将作用在叶片上，使其旋转。
这是因为风吹过叶片时，叶片的一面受到了较高的气压，而另一面则受到了较低的气压，形成了压力差，从而产生了推动叶片旋转的力。
2. 风轮转动带动发电机风轮与发电机通过一根轴连接在一起。
当风轮旋转时，轴也随之旋转。
轴与发电机内部的转子相连，转子内部包含大量的导线。
当轴旋转时，导线也随之旋转，从而在导线上产生感应电流。
这个过程就是电磁感应原理。
3. 发电机产生电能通过电磁感应原理，发电机将机械能转化为电能。
感应电流在导线中流动，产生电压和电流。
这些电压和电流经过适当的电路处理后，可以供应给家庭、工业和商业用途。
三、风力风电的发电过程风力风电的发电过程可以分为以下几个阶段：1. 预备阶段在风力发电机开始工作之前，需要进行一系列的准备工作。
首先，需要确保风力发电机的叶片在正确的位置上，能够捕捉到风能。
其次，需要检查发电机的运行状态，确保其正常工作。
最后，需要对发电机进行连接，将其与电网连接起来，以便将发电的电能输送出去。
2. 启动阶段当风速达到一定的阈值时，风力发电机就可以开始工作了。
叶片开始旋转，带动轴旋转，进而启动发电机。
此时，发电机开始产生电能，并将其输送到电网上。
3. 发电阶段在发电阶段，风力发电机以恒定的速度旋转，持续地产生电能。
当风速较大时，发电机的转速也会相应增加，从而产生更多的电能。
反之，当风速较小时，发电机的转速会减小，产生的电能也会相应减少。
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风能是我国目前开发利用比较成熟的一种新能源,风电事业正在我国蓬勃发展。
为了帮助读者了解风力发电知识,我们请长期从事风力发电研究工作的中国科学院电工研究所倪受元研究员撰写了《风力发电》讲座,以飨读者。
———编者风力发电讲座第二讲风力机的工作原理和气动力特性倪受元1空气动力学的基本知识111升力和阻力物体在空气中运动或者空气流过物体时,物体将受到空气的作用力,称为空气动力。
通常空气动力由两部分组成:一部分是由于气流绕物体流动时,在物体表面处的流动速度发生变化,引起气流压力的变化,即物体表面各处气流的速度与压力不同,从而对物体产生合成的压力;另一部分是由于气流绕物体流动时,在物体附面层内由于气流粘性作用产生的摩擦力。
将整个物体表面这些力合成起来便得到一个合力,这个合力即为空气动力。
风轮叶片是风力机最重要的部件之一。
它的平面形状与剖面几何形状和风力机空气动力特性密切相关,特别是剖面几何形状即翼型气动特性的好坏,将直接影响风力机的风能利用系数。
气流绕风轮叶片的流动比较复杂,是一个空间的三元流动。
当叶片长度与其翼型弦长之比(展弦比)较大时,可以忽略气流的展向流动,而把气流绕叶片的流动简化为绕许多段叶片元(即叶素)的流动,叶素之间互相没有干涉。
当每个叶素的展向长度趋向无穷小时,叶素就成了翼型,空气绕叶素的流动就成了绕翼型的流动,也就成了二元流动或平面流动。
图221示出空气流过一块平板的情形,平板面与气流方向形成一个夹角α,α称为攻角。
由于平板上方和下方的气流速度不同(上方速度大于下方速度),因此平板上、下方所受的压力也不同(下方压力大于上方压力),总的合力F即为平板在流动空气中所受到的空气动力,其方向垂直于板面。
此力可分解为两个分力:一个分力F y与气流方向垂直,它使平板上升,称为升力;另一个分力F x与气流方向相同,称为阻力。
升力和阻力与叶片在气流方向的投影面积S、空气密度ρ及气流速度V的平方成比例,可以下式表示:式中,c y称为升力系数;c x称为阻力系数;c r称为总的气动力系数。
升力系数与阻力系数之比称为升阻比,以K表示。
则升力是使风力机有效工作的力,而阻力则形成对V L v风轮的正面压力。
为了使风力机很好地工作,就需要叶片具有这样的翼型断面,使其能得到最大的升力和最小的阻力,也就是要求具有很大的升阻比K 。
112影响升力系数和阻力系数的因素11211翼型的影响图222给出三种不同截面形状的翼型在相同攻角下的升力和阻力,不难看出,具有流线型截面的翼型所产生的升力远较平板翼型的升力大。
这是因为当攻角不大时,流线型截面几乎不产生涡流,而方形平板在前沿则产生巨大的涡流,从而减弱了升力而增大了阻力。
11212攻角的影响对于流线型叶片来说,它的前缘点O 与后缘点B 之间的连线OB 称为翼弦,翼弦与前方来流速度方向之间的夹角即为攻角,如图223所示。
图224给出了一种流线型叶片升力系数和阻力系数随攻角变化的曲线。
从图中可以看出,随着攻角α由零逐渐增大,c r 由某一数值开始随之增大,基本上呈线性变化。
当攻角增至某一临界攻角αc T 时,升力系数达到最大值c y m a x 。
当α>αc T 时,c y 开始随攻角增加而下降,故αc T 也称为失速攻角。
在负攻角的情况下,即α=-α0时,翼型剖面上的升力系数为零。
阻力系数曲线的变化与升力系数曲线有所不同,它有两个特征参数,即最小阻力系数c x m in 和与其对应的攻角αx m in 。
通常,阻力系数c x 是攻角α的二次方函数。
图225示出翼型升力系数对阻力系数的变化曲线,这个曲线称为极曲线。
极曲线上的每一点对应一个攻角状态,从原点O 至曲线上任意点A 的连线OA 代表与某一攻角相应的总气动力系数c r ,直线OA 的斜率t gθ=c y /c x 即为该攻角下的升阻比。
当OA 与该曲线相切时(此时A 点为切点),升阻比最大。
11213雷诺数的影响c y 、c x 不但与翼型及其在气流中的位置有关,也与阻滞空气流动的粘性力(即摩擦力)有关。
这种粘性力可以用雷诺数Re 表示:Re =(224)式中,L 为弦长:ν为空气的动粘力系数。
ν=μ/ρ,这里,μ为粘性系数。
100vV100LRe 雷诺数是一个无量纲数。
雷诺数愈小的流动,粘性作用愈大;雷诺数愈大的流动,粘性作用愈小。
雷诺数增加,由于翼型附面层气流粘性减小,最大升力系数增加,最小阻力系数减小,因而升阻比增加。
11214翼型表面粗糙度的影响翼型表面由于材料加工以及环境的影响,不可能绝对光滑,总有些凹凸不平。
我们把凹凸不平的波峰与波谷之间高度的平均值称为粗糙度,记作k 。
翼型表面的粗糙度,特别是前缘附近的粗糙度,对翼型空气动力特性有很大影响。
一般情况下,粗糙度增大使c x 增加,而对c y 影响不大。
实际情况中,真正的气动光滑表面是不存在的。
工程上只要表面粗糙度足够小,隐匿在附面层底部,一般就不会引起摩擦阻力的增加。
这种粗糙度称为允许粗糙度,记作k y 。
k y <=(225)2风力机的工作原理211风轮在静止情况下叶片的受力情况风力机的风轮由轮毂及均匀分布安装在轮毂上的若干桨叶所组成。
在安装这些桨叶时,必须对每支桨叶的翼片按同一旋转方向,以桨叶自身轴为轴转过一个给定的角度,即使每个叶片的翼弦与风轮旋转平面(风轮旋转时桨叶柄所扫过的平面)形成一个角度φ,φ称为安装角。
图226示出风轮的起动原理。
设风轮的中心轴位置与风向一致,当气流以速度V 流经风轮时,在桨叶Ⅰ和桨叶Ⅱ上将产生气动力F 和F ′。
将F 及F ′分解成沿气流方向的分力F x 和F ′x (阻力)及垂直于气流方向的分力F y 和F ′y (升力),阻力F x 和F ′x 形成对风轮的正面压力,而升力F y 和F ′y 则对风轮中心轴产生转动力矩,从而使风轮转动起来。
212风轮在转动情况下叶片的受力情况下面分析风轮起动后以某种速度稳定旋转时叶片的受力情况。
若风轮旋转角速度为ω,则相对于叶片上距转轴中心r 处的一小段叶片元(叶素)的气流速度W r 将是垂直于风轮旋转面的来流速度V 与该叶片元的旋转线速度ωr 的矢量和,如图227所示。
可见这时以角速度ω旋转的桨叶,在与转轴中心相距r 处的叶片元的攻角,已经不是V 与翼弦的夹角,而是W r 与翼弦的夹角了。
以相对速度W r 吹向叶片元的气流,产生气动力F ,F 可分解为垂直于W r 方向的升力F x 及与W r 方向一致的阻力F x ,也可以分解为在风轮旋转面内使桨叶旋转的力F y l 及对风轮正面的压力F xl 。
由于风轮旋转时叶片不同半径处的线速度是不同的,因而相对于叶片各处的气流速度W 在大小和方向上也都不同,如果叶片各处的安装角都一样,则叶片各处的实际攻角都将不同。
这样除了攻角接近最佳值的一小段叶片升力较大外,其它部分所得到的升力则由于攻角偏离最佳值而不理想。
所以这样的叶片不具备良好的气动力特性。
为了在沿整个叶片长度方向均能获得有利的攻角数值,就必须使叶片每一个截面的安装角随着半径的增大而逐渐减小。
在此情况下,有可能使气流在整个叶片长度均以最有利的攻角吹向每一叶片元,从而具有比较好的气动力性能。
而且各处受力比较均匀,也增加了叶片的强度。
这种具有变化的安装角的叶片称为螺旋桨型叶片,而那种各处安装角均相同的叶片称为平板型叶片。
显然,螺旋桨型叶片比起平板型叶片来要好得多。
尽管如此,由于风速是在经常变化的,风速的变化也将导致攻角的改变。
如果叶片装好后安装角不再变化,那么虽在某一风速下可能得到最好的气动力性能,但在其它风速下则未必如此。
为了适应不同的风速,可以随着风速的变化,调节整个叶片的安装角,从而有可能在很大的风速范围内均可以得到优良的气动力性能。
这种桨叶叫做变桨距式叶片,而把那种安装角一经装好就不再能变动的叶片称为定桨距式叶片。
显然,从气动性能来看,变桨距式螺旋桨型叶片是一种性能优良的叶片。
还有一种可以获得良好性能的方法,即风力机采取变速运行方式。
通过控制输出功率的办法,使风力机的转速随风速的变化而变化,两者之间保持一个恒定的最佳比值,从而在很大的风速范围内均可使叶片各处以最佳的攻角运行。
3风力机的气动力特性311贝兹(Betz)理论前面说过,风轮的作用是将风能转换为机械能。
由于流经风轮后的风速不可能为零,因此风所拥有的能量不可能完全被利用。
也就是说只有风的一部分能量可能被吸收,成为桨叶的机械能。
那么风轮究竟能够吸收多少风能呢?为讨论这个问题,贝兹假设了一种理想的风轮,即假定风轮是一个平面桨盘(没有轮毂,叶片无穷多);通过风轮的气流没有阻力;且整个风轮扫掠面上的气流是均匀的;气流速度的方向在通过风轮前后都是沿着风轮轴线的。
图228所示为气流流过理想风轮旋转面A所形成的近似形状。
图中示出空气流经桨叶的流线图和风轮前后的速度及压力变化。
由于风轮在旋转,使气流产生落差,在靠近风轮处及在风轮后某一距离处的气流速度均有所降低,如图中(b)所示。
与此同时,靠近风轮处的空气压力增高,通过风轮后压力急剧下降,形成某种程度的真空,随后真空程度逐渐减弱,直到恢复原来的压力,如图中(c)所示。
设V为风轮前方远处的风速,V1为通过风轮截面A的实际速度,V2为风轮后方远处的风速,通过风轮的气流在风轮前方的截面为A1,在风轮后方的截面为A2,风轮远处的压力为p1,风轮前后的压力为p a和p b。
显然,在单位时间内,从风轮前到风轮后气流动能的变化量就是为风轮所吸收并使风轮旋转的风能E,即通常速度V是已知的,所以E可以看成是V2的函数,求其导数d E/d V2,并使之为零,则得V 3327w RVV 2=(2212)将式(2212)代入式(2211),得到风轮可能吸收到的最大风能为E m ax =ρA V 3(2213)这个最大能量只有在工作中毫无损失的风轮即理想风轮中才能得到,并转变为风轮的机械功。
我们取单位时间内风轮所吸收的风能E 与通过风轮旋转面的全部风能E in 之比为风能利用系数C p ,即式(2215)给出理想风轮的最大理论效率,这就是贝兹极限。
312风能利用系数实际风轮的风能利用系数如图229所示,在实际应用中常用风能利用系数C p 对叶尖速比λ的变化曲线表示该风轮的空气动力特性。
风轮的叶尖速比λ是风轮叶片的叶尖速度与风速之比,它是风力机的一个重要设计参数:λ=(2216)式中,R 是风轮的半径。
从图229可以看出,风力机的风能利用系数也即风轮将风能转变为机械能的效率与叶尖速比是密切相关的。
风能利用系数C p 只有在叶尖速比λ为某一定值λm 时最大。
在恒速运行的风力机中,由于风力机转速不变,而风速经常在变化,因此λ不可能经常保持在最佳值(即使是采用变桨距叶片),C p 值往往与其最大值相差很多,使风力机常常运行于低效状态。