风力应用
建筑物的风能利用与应用
建筑物的风能利用与应用
风能是一种可再生的能源,通过有效地利用风力可以实现建筑物的低碳、可持续发展。本文将探讨建筑物的风能利用与应用方面的相关内容。
一、风能利用的原理
风能是由太阳辐射引起的,当地表温度不均匀时会形成气流,形成风。建筑物的风能利用就是通过捕捉和转换风能来为建筑物提供动力和电力。
二、风能利用的方法
1. 风能利用系统
建筑物可以安装风力发电机组,将风能转化为电能。风力发电机组通常包括机翼、风轮、发电机和塔架等组件。风能被风轮捕捉后驱动发电机旋转产生电能,这种系统适用于高层建筑物或城市周边地区。
2. 风能利用设备
建筑物顶部或立面可以安装风力抽风机、风力空调等设备,通过风能来实现建筑物的通风和空调系统。这些设备可以利用风的流动来降低建筑物内部的温度,减少对传统空调系统的依赖,从而实现能源节约和环境保护。
3. 风能利用材料
建筑物的外墙可以设计成带有小型风轮的太阳能板,这种设计可以
将太阳能和风能相结合,实现多能源的利用。通过这种方式,建筑物
可以同时利用太阳能和风能,提高能源利用效率。
三、风能利用的优势
1. 可再生性
风能是一种可再生的能源,相对于化石燃料等非可再生能源,风能
的利用对环境的影响更小,能够实现建筑物的可持续发展。
2. 无污染
风能的利用不会产生污染物和温室气体的排放,对改善大气环境和
减少温室效应具有积极作用。
3. 经济性
相比于传统的能源供应方式,风能利用具有较低的运营成本。一旦
风力发电设备安装完毕,风能的获取几乎是免费的,可以降低建筑物
的能源开支。
四、风能利用的挑战与解决方案
风能的四大主要应用
风能的四大主要应用
1、风力提水
风力提水自古至今一直得到较普遍的应用。至20世纪下半时,为解决农村、牧场的生活、灌溉和牲畜用水以及为了节约能源,风力提水机有了很大的发展。现代风力提水机根据用途可以分为两类。一类是高扬程小流量的风力提水机,它与活塞泵相团提取深井地下水,主要用于草原、牧区,为人畜提供饮水。另一类是低扬程大流量的风力提水机,它与螺旋泵相配,提取河水。湖水或海水,主要用于农田灌溉、水产养殖或制盐。风力提水机在我国用途广阔,如“黄淮河平原的盐碱改造工程”就可大规模采用风力提水机来改良土壤。
2、风力发电
利用风力发电已越来越成为风能利用的主要形式,受到世界各国的高度重视,而且发展速度最快。风力发电通常有三种运行方式。一是独立运行方式,通常是一台小型风力发
电机向一户或几户提供电力,它用蓄电池蓄能,以保证无风时的用电。二是风力发电与其他发电方式(如柴油机发电)相结合,向一个单位或一个村庄或一个海岛供电。三是风力发电并人常规电网运行,向大电网提供电力;常常是一处风场安装几十台甚至几百台风力发电机,这是风力发电的主要发展方向。
3、风帆助航
在机动船舶发展的今天,为节约燃油和提高航速,古老的风帆助航也得到了发展。航运大国日本已在万吨级货船上采用电脑控制的风帆助航,节油率达15%。
4、风力致热
随着人民生活水平的提高,家庭用能中热能的需要越来越大,特别是在高纬度的欧洲、北美取暖,煮水是耗能大户。为解决家庭及低品位工业热能的需要,风力致热有了较大的
发展。
“风力致热”是将风能转换成热能。目前有三种转换方法。一是风力机发电,再将电能通过电阻丝发热,变成热能。虽然电能转换成热能的效率是100%,但风能转换成电能的效率却很低,因此从能量利用的角度看,这种方法是不可取的。二是由风力机将风能转换成空气压缩能,再转换成热能,即由风力机带动一离心压缩机,对空气进行绝热压缩而放出热能。三是将风力机直接转换成热能。显然第三种方法致热效率最高。风力机直接转换热能也有多种方法。最简单的是搅拌液体致热,即风力机带动搅拌器转动,从而使液体(水或油)变热(见下图)。“液体挤压致热”是用风力机带动液压泵,使液体加压后再从狭小的阻尼小孔中高速喷出而使工作液体加热。此外还有固体摩擦致热和涡电流致热等方法。
风力发电技术的应用与发展
风力发电技术的应用与发展
随着环保意识的日益增强,人们对于清洁能源的需求越来越高,而其中一种最
受欢迎的清洁能源就是风力发电。在这篇文章中,我将探讨风力发电技术的应用与发展,并探讨其在中国的前景。
一、风力发电技术的应用
由于风能是一种非常丰富的清洁能源,在世界各地都得到了广泛应用。现代风
力发电技术的发展可以追溯到19世纪末,20世纪初被运用于发电。目前,风力发
电已经成为许多国家清洁能源转型的重要组成部分。
在全球范围内,风力发电已经迅速增长。根据国际能源署的数据,全球风力发
电容量已经从2000年的17.4吉瓦增长到2019年的623吉瓦,其中中国的风力发
电容量居全球首位。目前全球有超过90个国家在使用风力发电,越来越多的国家
正在将其视为可持续发展的关键部分。
二、风力发电技术的发展
风力发电技术一直在不断进化,发电机、桨叶、塔和电缆等部件的材料和设计
都在不断改进。其中,叶片的材料、设计和制造方法的改进是目前的重点研究领域之一。高技术复合材料和纳米材料已应用于叶片的制造和改良。
同时,新型的转子和发电机技术也在不断地研制和改进。比如,风轮式直驱发
电机和矩阵式发电机都被认为是未来的发展方向。此外,蓄能设备和智能控制系统等技术也会带来风力发电行业的新突破。
三、中国的风力发电前景
对于中国来说,风力发电已经成为清洁能源的主要来源之一。截至2019年末,中国风电装机容量已达了210吉瓦,将其排放的二氧化碳相当于每年减少了514亿
升燃油消耗。未来,中国政府将持续鼓励清洁能源的发展,预计到2030年风力发电将占中国装机总容量的26%。
风能利用的技术
风能利用的技术
引言
风能是一种可再生的清洁能源,近年来受到了越来越多的关注和利用。利用风
能可以减少对化石燃料的依赖,降低温室气体排放,从而有助于保护环境和应对气候变化。目前,世界各国都在积极开发和利用风能,研究和应用各种风能利用的技术。本文将介绍一些常见的风能利用技术,并探讨其特点和应用前景。
1. 风力发电技术
风力发电是目前最常见和成熟的风能利用技术之一。风力发电利用风力驱动风
轮旋转,通过转动的风轮带动发电机发电。根据风轮的类型,风力发电技术可分为水平轴风力发电和垂直轴风力发电两种。
1.1 水平轴风力发电
水平轴风力发电是目前应用最广泛的风力发电技术。它的特点是风轮的转动轴
与地面平行,风轮叶片垂直于转动轴。水平轴风力发电机组通常由风轮、转动轴、发电机和控制系统组成。风轮叶片的设计和优化是提高风力发电效率的关键。
1.2 垂直轴风力发电
垂直轴风力发电是一种相对较新的风力发电技术。与水平轴风力发电不同,垂
直轴风力发电的风轮转动轴是垂直于地面的。垂直轴风力发电机组具有结构简单、适应风向变化能力强等优点,但其发电效率相对较低,目前仍处于研究和开发阶段。
2. 风能储存技术
由于风能的不可控性和间断性,如何有效地存储和利用风能成为了当前研究的
热点之一。目前,常见的风能储存技术主要包括压缩空气储能、钢琴簧储能和电池储能等。
2.1 压缩空气储能
压缩空气储能是一种将风能转化为压缩空气储存起来,然后在需要时释放压缩
空气驱动涡轮机发电的技术。该技术具有储能容量大、响应速度快等优点,但存在设备成本高和能量密度低等挑战。
中国风能的应用
中国风能的应用
中国风能的应用非常广泛,涵盖了发电、交通、建筑等多个领域。以下是一些具体的例子:
1、风力发电:风能是中国最主要的可再生能源之一,中国也是全球最大的风力发电市场之一。风力发电不仅可以减少对化石燃料的依赖,降低环境污染,还可以通过国家相关政策获得一定的经济收益。目前,中国已经建成了许多大型风力发电场,分布在沿海地区和一些内陆地区,如河北、江苏、辽宁等省份。
2、风能建筑:近年来,随着绿色建筑理念的兴起,越来越多的建筑开始利用风能。比如,一些建筑采用了风能空调系统,利用室外风流推动空调系统的运转,从而降低建筑的能耗。还有一些建筑在设计时就考虑到了自然通风,通过建筑布局和设计来引导风流,提高建筑的通风效率,减少对机械通风的依赖。
3、风能交通:中国的一些城市已经开始尝试利用风能来改善交通状况。比如,一些城市开始推广使用电动自行车和电动公交车等新能源交通工具,这些工具可以利用风能进行充电或辅助行驶,从而降低对化石燃料的依赖。此外,还有一些城市开始建设风能充电站,为电动汽车提供充电服务。
4、风能农业:在农村地区,农民可以利用小型风力发电机为农田灌溉提供动力,还可以利用风能来干燥农产品、驱动农业机械等。这样一来,农民可以利用可再生能源来解决生产中的能源问题,降低生产成本,同时还可以为环境保护做出贡献。
5、风能水务:在水资源管理中,中国也已经开始利用风能。比如,一些城市开始建设风能水泵站,利用风能来驱动水泵抽取水源,解决城市供水问题。此外,一些地区也开始利用风能来推动海水淡化设备的运转,从而解决当地居民的饮用水问题。
风力发电的发展现状及应用
风力发电的发展现状及应用
风力发电是一种利用风能转化为电能的可再生能源技术,是目前
世界上广泛应用的一种清洁能源。随着环境保护和能源危机的日益加剧,风力发电作为一种经济实用的新型能源被越来越多地重视和应用。本文将结合风力发电的发展现状、技术特点、应用领域和未来发展趋
势等方面进行论述。
一、风力发电的发展现状
随着全球气候变暖和环境问题的日益严重,各国政府和企业纷纷
加大了对清洁能源的投入,其中风力发电作为一种最具潜力的可再生
能源得到了极大的发展。截至2020年底,全球累计风力发电总装机容
量已经超过了700GW,风力发电已经成为发展最快的可再生能源之一。
在全球范围内,欧洲、美洲和亚洲是风力发电发展最为迅速的地区。特别是欧洲,在德国、西班牙、英国、法国等国家已经建成大规
模的风力发电场,形成了良好的产业链和市场体系。与此同时,美国、加拿大、巴西等国家在风力发电领域也取得了显著的成就。另外,中
国在风力发电领域也取得了长足的进步,已经成为全球最大的风力发电装机国家。
二、风力发电的技术特点
1.资源广泛:风力资源是一种非常广泛的自然资源,几乎遍布全球。尤其在一些地形起伏较大、海岸线较长、高山丘陵地区,风力资源比较丰富。
2.能源转化效率高:相比于传统化石能源,风力发电具有更高的能源转换效率。通过风力涡轮机转动产生机械能,再转化为电能,整个过程相对高效。
3.环保节能:相比于传统的化石能源,风力发电不会排放温室气体和有害气体,对环境污染较小。同时,不会产生固体废物,具有清洁、环保的特点。
4.装机成本下降:随着技术的不断进步和产业规模的扩大,风力发电的装机成本逐渐降低,发电成本也在不断下降,使得风力发电更具竞争力。
风力发电机应用场景
风力发电机应用场景
风力发电机是一种利用风能进行发电的设备,它将风能转化为机械能,再通过发电机转化为电能。风力发电机逐渐被广泛应用于各个领域。
一、风力发电用于城市及工业区
城市及工业区因为人口密集、工厂多,对能源需求量大,风力发电机可以在这些地区利用风能发电。在城市或工业区周围建设风力发电机场,不仅能够满足部分城市或工业区的用电需求,还能降低城市及工业区所依赖的传统能源,缓解传统能源短缺及环境污染等问题。
农村地区由于经济基础较薄弱,电网建设不完善,导致用电难度大,风力发电机可以用于农村地区。农村地区主要是以小型风力发电机为主,如1000瓦、2000瓦等,可满足农村用电需求。同时,农村地区的特别环境,如季节性风大、空气干燥,对风力发电机运行易形成条件,使风力发电机成为农村地区新的出力方式。
三、风力发电用于海洋资源开发
海洋资源开发是近年来的热门领域,风力发电机可应用于海上风电场。随着风力发电技术的不断提高,海上风力发电场的规模越来越大。相信在不久的将来,海上风电场将成为替代传统可再生能源发电的主要手段之一。
四、风力发电用于无人机和无人船
越来越多的无人机和无人船具有长时间的持续航行能力,但是因为其无人操控、无油动力等特点,其能源供应显得尤为重要。风力发电机可以大大减少对电池电量的依赖,增加飞行以及动力设备的使用时长,从而满足更长时间的作业需求。
在自然灾害或其他不可避免的应急场景中,传统发电设备需要消耗大量的燃料才能运行,同时,由于供电网络故障,很难提供稳定的电力。而风力发电机则可以在这种情况下发挥出更好的作用,因为它不需要燃料,且具有适应性强、维护成本低等优点,为应急场景提供便利。
风能的应用
风能的应用
风能是一种可再生的清洁能源,具有很大的开发利用潜力。风能的应用主要集中在风力发电、风力泵、风能干燥、风能制冷、风能提水、风能粉碎、风能运输等领域。以下是风能应用的具体内容:
1. 风力发电
风力发电是风能最重要的应用之一,通过风力发电机组将风能转化为电能。风力发电具有清洁、可再生、无污染、低碳环保等优点,在全球范围内得到了广泛的应用。风力发电的原理是,利用风力带动风车叶片旋转,再通过增速机将旋转的速度提升,从而驱动发电机发电。根据风力发电机组的不同,风速、风向等条件的不同,风能发电的效率也有所不同。
2. 风力泵
风力泵是一种利用风能进行灌溉的设备,适用于缺水地区。风力泵将风能转化为机械能,再通过机械传动将水输送到需要灌溉的地区,从而实现灌溉的目的。风力泵具有节能、环保、操作简便等优点,因此在一些缺水地区得到了广泛的应用。
3. 风能干燥
风能干燥是一种利用风能进行干燥的技术,适用于农业领域。风能干燥具有节能、环保、干燥效率高等优点,因此得到了广泛的应用。风能干燥的原理是,利用风吹过物体表面时,带走物体表面的水分,从而实现干燥的目的。
4. 风能制冷
风能制冷是一种利用风能进行制冷的技术,适用于建筑领域。风能制冷的原理是,利用温差效应和热力学原理,通过自然通风和热交换等方式,实现建筑物的制冷。风能制冷具有节能、环保、舒适度高等优点,因此在一些建筑领域得到了广泛的应用。
5. 风能提水
风能提水是一种利用风能进行提水的技术,适用于缺水地区。风能提水的原理是,利用风力带动涡轮机旋转,再通过传动装置将水提取到需要的地方。风能提水具有节能、环保、操作简便等优点,因此在一些缺水地区得到了广泛的应用。
风力发电的发展现状及应用
风力发电的发展现状及应用风力发电是一种利用风能产生电力的清洁能源技术。随着全球能源危机的日益加剧和环境问题的日益突出,风力发电作为一种可再生的环保能源,受到了广泛的关注和重视。在近年来,风力发电技术取得了长足的发展,并在世界范围内得到了广泛的应用。本文将分析风力发电技术的发展现状及其应用,并探讨风力发电的前景与挑战。
一、风力发电的发展现状
1.技术发展概况
风力发电技术最早可以追溯到公元前500年的古希腊,当时人们就已经开始利用风力来驱动帆船、提水和磨面。而现代风力发电技术则始于20世纪70年代,随着科学技术的发展,风力发电技术不断得到改进和完善。目前,世界各国都在积极开展风力发电技术的研究与应用,一些先进国家已经建成了一大批大型风电场,风力发电技术已经进入了成熟的阶段。
2.全球风力发电市场概况
据国际能源署(IEA)的数据统计,截至目前全球共有80多个国家在使用风力发电技术,全球风力发电装机容量已达700GW以上。其中,中国、美国、德国、印度、西班牙等国家是全球风力发电的领先者,各国在风力发电技术研究、设备制造、风电项目投资等方面均取得了显著的成就。特别是中国,作为世界上最大的风力发电市场,已经成为全球风电装机容量最大的国家。
3.风电技术的发展趋势
风力发电技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:
(1)提高发电效率。随着技术的不断进步,风力发电机组的发电效率不断提高,目前已经达到40%以上。未来,随着先进材料、先进制造技术的应用,风力发电机组的发电效率有望进一步提升。
(2)减少成本。随着风力发电技术的发展和普及,风力发电的成本不断下降,有望与传统能源竞争。据IEA预测,到2030年,风力发电的成本将降至传统能源的水平。
风力发电的发展现状及应用
风力发电的发展现状及应用风力发电是指利用风能转化为电能的一种可再生能源技术。风力发电已经成为一种主流的清洁能源技术,在全球范围内得到了广泛的应用和发展。本文将从风力发电的发展现状、应用领域以及未来发展趋势等方面进行详细阐述。
一、风力发电的发展现状
1.全球风力发电装机容量不断增长
随着可再生能源的重视和全球气候变化问题的凸显,风力发电在全球范围内得到了迅猛发展。据国际能源署(IEA)的数据显示,截至2020年底,全球风力发电的累计装机容量已经达到了约730GW。并且每年都有大量的新风电项目陆续并网,全球风电装机容量持续增长。
2.风力发电在国际上的应用
风力发电已经在全球范围内得到了广泛的应用。欧洲在风能利用方面具有较大的优势,特别是德国、西班牙、丹麦等国家,这些国家的风电装机容量均居于较高水平。此外,北美洲的美国和加拿大也是
全球风电装机容量较大的国家。亚洲地区的中国和印度也在风力发电
领域有所突破,风力发电已经成为了一种主要的清洁能源。
3.技术不断进步和成本下降
在风力发电技术方面,随着技术水平的不断提升,风力发电设备
的效率和可靠性都得到了大幅度的提升。同时,随着产业规模的扩大
和技术进步,风力发电的成本也在不断下降。以陆上风电为例,成本
已经下降到了每千瓦时4-5美分左右,甚至更低,逐步逼近甚至低于
化石能源的发电成本。这也是风力发电在全球范围内得到广泛推广的
重要原因之一。
4.政策支持和市场机制
众多国家和地区都出台了扶持风力发电发展的政策和措施。比如,德国的“能源转型”政策、美国的生产税收抵免和风能税收抵免政策等,都为风力发电的发展提供了有力的支持。此外,一些国家还通过
风能的利用方式
风能的利用方式
风能是一种可再生能源,利用风能已成为世界各国发展清洁能源的重要方式。在过去的几十年里,人们已经开发出多种利用风能的方式,以满足日益增长的能源需求,同时减少对传统能源的依赖。本文将介绍几种常见的利用风能的方式。
1. 风力发电:风力发电是利用风力将风能转化为电能的过程。通过安装在大型风力发电机上的叶片,当风吹过时,叶片会旋转,驱动发电机发电。这种方式不仅可以为家庭和工业提供电力,还可以作为国家能源系统的一部分,为整个地区提供电力。风力发电具有环保、可再生、无排放等优点,因此在全球范围内得到了广泛应用。
2. 风能储存:由于风能的不稳定性,风力发电并不能持续并且稳定地提供电力。因此,风能储存成为解决这个问题的重要方式之一。风能储存可以通过多种技术来实现,如压缩空气储能、电池储能和水泵储能等。这些技术可以在风力充足时储存多余的电能,以备不时之需,提高风力发电的可靠性和稳定性。
3. 风能供暖:除了发电外,风能还可以用于供暖。在一些寒冷的地区,人们可以利用风能为房屋提供暖气。通过将风能转化为热能,可以使房屋保持温暖,减少对传统能源的依赖。这种方式不仅能够降低能源消耗,还可以减少温室气体的排放,对环境更加友好。
4. 风能泵水:风能还可以用于泵水。在一些干旱地区,人们可以利
用风能将地下水或水源抽取到地面上,用于农田灌溉、家庭用水等。这种方式可以解决水资源短缺的问题,提高农田产量,改善生活条件。
5. 风能航行:风能还可以用于航行。在古代,人们利用风力驱动帆船进行航行。如今,虽然航行方式已经发生了很大的变化,但是利用风能进行航行的概念依然存在。例如,一些现代帆船和风能助推船利用风力进行航行,减少对化石燃料的依赖,减少航行对环境的影响。
风能的利用方式
风能的利用方式
风能是一种可再生的能源,利用风能进行发电已成为一种常见的方式。除了风力发电,风能还可以用于其他许多领域。本文将探讨风能的几种利用方式。
一、风力发电
风力发电是目前最常见、最成熟的风能利用方式。通过将风能转化为机械能,进而转化为电能。风力发电利用风能带动风机转动,产生电能。在风机的旋转过程中,风机叶片将风的动能转化为机械能,驱动发电机旋转,产生电能。风力发电具有环保、清洁、可再生等优点,近年来得到了广泛的应用和发展。
二、风能驱动的海水淡化装置
风能也可以用于驱动海水淡化装置。在海水淡化过程中,需要消耗大量的能源。传统的海水淡化方式通常使用化石能源,而风能可以作为一种替代能源。通过利用风能驱动海水淡化装置,可以将海水转化为淡水,解决水资源短缺的问题。
三、风能驱动的泵浦系统
风能还可以用于驱动泵浦系统,将地下水或水源从低位抽到高位。在一些偏远地区或没有电力供应的地方,利用风能驱动泵浦系统可以提供水源供给。这种方式不仅环保,而且降低了能源成本,为无电地区提供了可靠的水源。
四、风能驱动的船舶
风能可以用于驱动船舶,减少对化石能源的依赖。通过利用风能驱动帆船,可以降低航行成本,减少污染排放。在一些航行距离较短的地区,使用风能驱动船舶是一种经济、环保的选择。
五、风能供暖系统
在一些寒冷地区,风能可以用于供暖。通过利用风能驱动供暖系统,将风能转化为热能,为人们提供温暖的居住环境。这种方式不仅环保,而且减少了能源成本,提高了能源利用效率。
六、风能驱动的水力发电
除了风力发电,风能还可以用于驱动水力发电。在一些地区,水资源丰富,但缺乏电力供应。通过利用风能驱动水力发电系统,将风能转化为水能,产生电能。这种方式可以充分利用水资源,同时减少对化石能源的依赖。
简述风力发电的原理及应用
简述风力发电的原理及应用
1. 风力发电的原理
风力发电是利用风能将其转化为机械能,再通过发电机将机械能转化为电能的过程。其原理基于贝努利定律和工程动力学的基本原理。
风力发电利用风能的原理是依靠风的流动产生的动能。当风经过风机叶片时,叶片受到风的压力,产生力矩,推动风机叶片转动。风机转动的同时,由风机轴上的发电机将机械能转化为电能。
2. 风力发电的应用
风力发电在能源领域具有广泛的应用。以下列举几个主要领域:
2.1 电力供应
风力发电是一种绿色、可再生的能源形式,可以减少对化石燃料的依赖。在电力供应方面,风力发电被广泛用于城市、乡村、工业园区等地的电网供电。风力发电场可以建在高山、海滩、海上等地区,地理条件要求相对较宽松,能够为大规模的电网供电。
2.2 独立发电系统
风力发电也可以应用于一些偏远地区或者岛屿等无法接入电网的地方。在这些地方,人们可以设置小型风力发电系统,用以满足当地的电力需求。这种独立发电系统可以是一个或多个风力发电机组成,通过储能装置将多余的电能存储以备夜间或无风时使用。
2.3 农村电气化
在农村地区,由于地理条件限制,电网建设困难,风力发电成为一种较好的电力供应方式。相比于传统的电力供应方式,风力发电不仅环保无污染,而且资源相对较为充足。因此,在农村地区,兴建风力发电场已成为解决农村电气化问题的有效途径。
2.4 船舶动力
风力发电也可以应用于船舶动力。在航海中,特别是长途航行时,风力发电可以作为一种补充能源。船舶上安装的风力发电装置可以利用航行时产生的风能,转化为电能,为船舶提供部分电力需求,减少对传统燃油的依赖。
风力、自然通风、空气调节等技术在建筑中的应用
风力、自然通风、空气调节等技术在建筑中的应用
建筑工程一直是我们生活中的重要领域之一,而随着技术的不断发展和更新换代,风力、自然通风、空气调节等技术也逐渐应用于建筑中,成为建筑工程中不可或缺的一部分。这些技术在建筑中的应用不仅能够提高建筑的安全性和舒适度,还能够有益于环境保护,下面我们来详细探讨一下这些技术在建筑中的应用。
风力技术在建筑中的应用
风力技术是指控制和利用风的能源,通过合理的设计和布局来利用风力的作用。在建筑领域中,风力技术常常被应用于建筑的通风、散热、采光等方面。例如在一些高层建筑中,如果没有良好的通风系统,夏季高温天气会导致室内温度过高,给居民带来不适甚至健康问题,而利用风力加强通风效果则能够解决这个问题。而在冬季,采用风力技术可以有效地减少窗户结霜,在保温的前提下,减少能源的浪费。为了促进房间内空气的流通,设计工程师通常会在建筑的顶部或墙壁上设置一些透风口,利用自然的气流使空气更加流畅自然。此外,风力技术还可以被应用在建筑立面的设计上,如在建筑立面设置风帘、防风墙等,不仅使建筑的外观更加美观,还可以有效地增加室内保温性能,节约能源。
自然通风技术在建筑中的应用
自然通风是指利用自然气流进行通风的技术,在建筑领域中,因其低成本和节能的特点而受到广泛的应用。自然通风可以通
过建筑本身的形状、高度、朝向、开口等设计来实现。例如,设计师在建筑的立面上设计出大小不一的狭缝或孔洞,利用风的自然气流将外部的空气吸入室内。在建筑内部,设计师可以通过设置立体花坛等设施,将空气进行过滤和净化,提高空气质量。
风力的应用作用
风力的应用作用
风力的应用有很多作用,包括但不限于:
1. 发电:利用风力驱动风力发电机转动,将机械能转化为电能。风能是一种可再生能源,可以替代传统能源,减少对石化能源的依赖,减少碳排放。
2. 风能泵:利用风力驱动泵浦,将地下水或其他液体提升到地面,用于灌溉农田、供给居民用水等。
3. 风能驱动:利用风力驱动车辆或船只行驶。风帆帆船可以通过改变帆的角度和舵轮的角度来调整航向和船速,节省燃油并降低对环境的污染。
4. 通风与通气:利用自然风力进行通风与通气,调节室内空气质量,保持舒适的室内环境。
5. 空调能量回收:利用风能回收室内空调排出的废热或烟气,驱动风轮转动,再利用风能进行空调制冷或制热。
6. 风能水处理:利用风能搅拌和氧化,改善污水和废水的处理效果,促进污水处理设备的运行。
7. 风力研磨:利用风力旋转研磨机械,对谷物、麦芽等进行研磨加工。
8. 风能安全检测:利用风能驱动气象观测仪器,测量风速和风
向,为气象、航空等领域提供重要的数据。
风力的应用可以带来很多经济和环境效益,通过利用风能资源,可以减少对化石燃料的依赖,降低能源消耗和碳排放,同时也能创造就业机会和经济增长。
物体所受风力大小公式
物体所受风力大小公式
物理学是自然科学的一个重要分支,研究物质的各种现象和规律。
其中,力学是物理学的基础,它研究物体的运动和相互作用。而在力
学中,风力也是一种非常重要的力,它对物体的运动或者静止状态都
有重要影响。本文将介绍物体所受风力大小的公式及其应用。
一、物体所受风力
风力是指风对物体的推动力,其大小与包括风速、物体形状和物体表
面光滑度等因素有关系。物体所受风力大小公式为:F=1/2*ρAV^2*Cd,其中F表示风力的大小,ρ为空气密度,A为物体的投影面积,V为风速,Cd为物体的阻力系数。
二、物体形状对风力的影响
物体的形状是影响风力的一个重要因素。一般来说,不同形状的物体
所受的风力大小是不同的。下面几种形状的物体对应的风力大小公式:
1.球形物体的风力大小公式为:F=1/2*ρπR^2V^2。
2.长方体物体的风力大小公式为:F=1/2*ρALV^2。
3.锥形物体的风力大小公式为:F=1/2*ρAV^2*Cd。
以上三种形状的物体大小公式中,A分别表示物体的横截面积、投影面积和斜面投影面积,L分别表示长方体的长度和锥形物体的高度,Cd分别表示物体的阻力系数。
三、物体表面光滑度对风力的影响
物体表面的光滑度也是影响风力的一个重要因素。一般情况下,物体表面越光滑,所受到的风力就越小。而表面粗糙的物体,则会因其表面积增大而受到更大的风力。
四、应用
由于物体所受风力大小的公式可以根据实际情况进行具体应用,因此在工程计算和设计中也具有重要意义。例如在设计建筑物和桥梁时,就需要考虑它们所受的风力大小,以保证其稳定和安全。
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• 风能资源决定于风能密度和可利用的风能 年累积小时数。风能密度是单位迎风面积 可获得的风的功率,与风速的三次方和空 气密度成正比关系。
风能的储备
• 据估算,全世界的风能总量约1300亿千瓦, 中国的风能总量约16亿千瓦。 • 风能的利用主要是以风能作动力和风力发 电两种形式,其中又以风力发电为动机的 优点是:投资少、工效高、经济耐用
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缺点
• 风力发电在并网时由于冲击电流的存在, 会对电网电压产生影响。由于风力发电是 一种间歇性能源,风电场的功率输出具有 很强的随机性,所以为了保证风电并网以 后系统运行的可靠性,需要额外安排一定 容量的旋转备用以响应风电场的随机波动。 各种形式的风力发电机组运行时对无功功 率的需求不同,依靠电容补偿来解决无功 功率平衡问题,发电机的无功功率与出力 有关,由此也影响电网的电压。
优点
在各种可再生能源中,风能因资源丰富、成本相对较 低而最具商业化、产业化前景。政策的驱动,以及利益的诱 惑,吸引着嗅觉敏锐的企业纷纷投资风电。据不完全统计, 包括五大发电集团在内的全国30多家企业已争相涉足这一领 域,总投资超过100亿元。 研究表明,风力发电能力每增加 一倍,成本就会下降15%。由于近年世界风电增长一直保持 在30%以上,风电成本快速下降,国外已日趋接近燃煤发电 成本。此外,风电外部成本几乎为零,甚至低于核电成本, 因此经济效益凸现。随着中国风电设备国产化和发电的规模 化,风电可望比燃煤发电更具成本和价格优势。
前景
• 在风电场急速增长的带动下,风电设备制 造正呈现出巨大的市场空间。按照中国远 期规划(2020年风电装机2000万千瓦)和 每千瓦8000-10000元的造价,每年风电 设备市场容量约为97亿-122亿元。即使考 虑国产化程度提高而导致的价格下降,平 均每年的市场容量也应保持在70亿元以上。 在可预期的巨大市场空间面前,中国风电 设备制造企业将迎来难得的发展机遇。
风力应用
1141900108 刘晟存
背景
• Βιβλιοθήκη Baidu今社会进入高速发展的时代,能源消耗 及储备成为一大世界性问题。如今主流能 源是石油天然气,然而作为不可持续性能 源,石油天然气储量有限。为未来计,各 国努力开发新型能源如:风能;太阳能;核 能......等等。
• 由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同 和空气中水蒸气的含量不同,因而引起各 地气压的差异,在水平方向高压空气向低 压地区流动,即形成风。 • 风能(wind energy):地球表面大量空气流动 所产生的动能
风力发电机
• • 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。规螺旋桨型叶片相同)
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, 大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程 度),便可以开始发电,我们把风的动能 转变成机械能,再把机械能转化为电能, 这就是风力发电。风力发电所需要的装置, 称作风力发电机组