风资源基础知识
风电基础知识(培训)
第一章风能及风能资源一.风的成因风是环绕地球大气层中的空气流动.流动的空气所具有的能量,也就是风所具有的动能,就称为风能.从广义太阳能的观点看,风能是由太阳能转化而来的.来自太阳能的辐射能不断地传送到地球表面周围,因受太阳照射而受热的情况不同,地球表面各处产生了温差,因而产生气压差,由此形成了空气的流动.因此,可以说是太阳把能量以热能的形式传到地球而后又转换成风能的.二风的风类大气环流――地球表面的大气环流是由于太阳辐射及地球自转而引起的.在赤道上,太阳垂直照射,地面受热很强:而在地球两极地区,太阳是倾斜照射的,地面受热则较弱,热空气较冷空气轻,就造成在赤道附近热空气向空间上升,并通过大气层上部流向两极;两极地区的冷空气则流向赤道.由于地球本身自西向东旋转的结果,这种大气环流在北半球产生了东北风,在南半球则产生了东南风,分别称为东北信风和东南信风.海陆风――沿海地球陆地同海上所形成的风向交替的海风与陆风,它们是由于昼夜之间温度变化而造成的.在白日,陆地上接受的太阳辐射热量较海水要强,因而陆地上的空气受热向上流动,而海洋面上的空气较冷,较冷的空气则自海洋流向沿岸陆地,这样就形成了海风;在夜间,陆地上的空气比海洋上的空气冷却要快,这样就造成海洋上的空气上升,而陆地上较冷的空气沿地面流向海洋,形成了陆风.山谷风――山岳地区在一昼夜间风向交替的山风(或称山岳风)与谷风(或称平原风).谷风的产生是由于日间太阳照射使山坡上的空气温度升高,热空气上升,而地势地处的冷空气则自山谷向上流动,这就形成了谷风;到了夜晚,空气中的热量向高空散发,高空中的空气密度增大,空气则沿山坡向下流动,这就形成了山风.第二章风的描述如上所述,风是由于空气的流动而形成的,因此可被看做是向量,包括空气流动的速度及流动的方向两个要素,也即是风速和风向.对于人类来说,风是最熟悉的自然现象之一,风速与风向在不同的时间(每日每月每年)都有一定的周期性变化.为了估算某一地域的风能资源,必须测量出每日、每月、每年的风速及风向数据,了解其变化的情况。
风力发电设计知识点大全
风力发电设计知识点大全风力发电是一种利用风能转化为电能的可再生能源技术,被广泛应用于全球各地。
在进行风力发电的设计过程中,需要考虑的知识点颇多。
本文将全面介绍风力发电设计中的相关知识点。
一、风能资源评估在进行风力发电设计之前,首先需要评估可利用的风能资源。
这包括风能资源的空间分布、年均风速、风速频率分布等。
评估风能资源的准确性对于风电场选择和发电量预测至关重要。
二、风机类型选择根据不同的风能资源特点和场地条件,选择合适的风机类型。
常见的风机类型包括水平轴风机和垂直轴风机。
水平轴风机适用于大范围的风速变化,而垂直轴风机适用于低风速和复杂风场条件。
三、风机布局设计风机布局设计旨在最大程度地利用风能资源,同时避免风机之间的相互影响。
根据风机间距、排列方式和布局密度等参数,优化布局设计可以提高风机组发电效率。
四、风机叶片设计风机叶片的设计直接影响风机的转速和功率输出。
合理选择叶片的长度、形状和材料,以及优化叶片的空气动力学性能,可以提高风机的效率和稳定性。
五、风机控制系统设计风机控制系统是保障风机安全运行和最大化发电效率的关键。
通过对风机的定位控制、偏航控制和电气控制等参数的优化设计,可以实现对风机的精确控制和保护。
六、风电场电网接入设计风电场需要与电网进行接入,将风能转化为电能并输送至用户。
电网接入设计需要考虑电压稳定、频率控制和电网功率调节等因素,确保风力发电系统与电网的良好匹配。
七、风电场维护与运行管理风电场的维护和运行管理是保证风机长期高效运行的关键。
定期的维护计划、故障诊断与排除、性能监测和运行数据分析等,可以提高风电场的可靠性和经济性。
结论风力发电设计涉及的知识点众多,本文简要介绍了风能资源评估、风机类型选择、风机布局设计、风机叶片设计、风机控制系统设计、电网接入设计以及风电场维护与运行管理等方面的内容。
在实际设计中,还需要考虑工程成本、环境影响评估等因素。
只有全面考虑各个方面的因素并合理优化设计,才能实现风力发电系统的高效运行和可持续发展。
风电基础知识培训风能资源评估方法
风电基础知识培训风能资源评估方法风电基础知识培训——风能资源评估方法风能已经成为全球清洁能源发展的重要组成部分,风电作为其中的一个主要载体,对于推动可持续发展具有重要意义。
要充分利用风能资源,对风能资源进行准确评估是至关重要的。
本文将介绍风能资源评估的方法和技术。
一、地面观测法地面观测法是最传统也是最常用的风能资源评估方法之一。
通过在特定地点设立测风塔,利用风速风向仪等设备进行实时观测,得到的数据可用于风能资源评估。
这种方法的优点是直接可靠,数据准确性较高,但其缺点是成本较高,需要长时间的观测,且受地点限制。
二、卫星遥感法卫星遥感法是一种相对较新的风能资源评估方法。
通过利用卫星图像和遥感技术,可以对大范围的风能资源进行评估。
该方法具有广覆盖、快速获取数据的优势,但其缺点是数据准确性相对较低,需要进行一定的校正和验证。
三、数值模拟法数值模拟法是一种基于大气动力学原理的风能资源评估方法。
通过建立大气模型,模拟风场的分布情况,可以得到地理区域内不同高度、不同时间段的风能资源数据。
该方法的优点是高效、可模拟多种复杂情况,但其缺点是对模型参数和初始条件要求较高。
四、GIS技术GIS技术是一种将地理信息与风能资源评估相结合的方法。
通过将地理数据与风能资源数据进行综合分析,可以准确评估风能资源的分布情况、潜力等。
该方法的优点是数据处理和可视化效果好,但其缺点是对数据的获取和处理需求较高。
五、测量仪器和装置除了以上几种方法外,还可以利用各种测量仪器和装置进行风能资源评估。
例如,利用声音传感器可以测量风的速度和方向,利用红外线传感器可以测量风的温度和湿度等。
这些测量仪器和装置的选择取决于具体评估的需求和条件。
综上所述,风能资源评估是风电项目开发的重要环节。
地面观测法、卫星遥感法、数值模拟法、GIS技术以及测量仪器和装置都是常用的评估方法。
在实际应用中,可以根据具体情况选择适合的方法进行评估,以确保最终评估结果的准确性和可靠性。
风与风资源基础知识
风与风资源基础知识授课:***编订:孙伟修改:***金风大学运维学院2016年1月29日课程目录一、风二、风能资源地球上任何地方都在吸收太阳的热量,但是由于地面每个部位受热的不均匀性,空气的冷暖程度就不一样,于是暖空气膨胀变轻后上升;冷空气冷却变重后下降,这样冷暖空气便产生流动,形成了风。
而且由于地球自转、公转的力量及地形之不同也更加强风力和风向之变化多端。
•风是一个矢量,既有大小又有方向。
•描述风况的两个参数:风向、风速。
地球表面风的形成和风向风的形成赤道与南北纬30度之间的大气环流系统北纬30度至60度之间的大气环流系统北纬60度至北极之间的大气环流系统全球大气环流示意地球在自转,使空气水平运动发生偏向的力,称为地转偏向力,这种力使北半球气流向右偏转,南半球向右偏转,所以地球大气运动除受气压梯度力外,还要受地转偏向力的影响。
大气真实运动是这两力综合影响的结果。
风的形成•山谷风谷风:由于热力原因引起的白天由谷地吹向平原或山坡山风:夜间由平原或山坡吹向谷地风的形成•海陆风海风:在沿海地区,白天由于陆地与海洋的温度差而形成海风吹向陆地陆风:晚上陆风吹向海上风的形成•峡谷(峡管)风峡谷效应使风速增大,不论是高大的山脉或是中小尺度的山脉只要存在峡谷或缢口河谷都有峡管效应,因为在谷地中流场压缩,其风速将比两侧加强,即产生峡管效应。
当气流通过山地时,由于受到地形阻碍的影响,流场发生变化。
在山的迎风面下部由于气流受阻,风速减弱,且有上升气流。
在山的顶部和两侧,因为气流线密集,风速加强。
风的形成•地形加速(爬坡)风在气象上,风常指空气的水平运动,并用风向、风速(或风力)来表示。
风向指风的來向,一般用16个方位(国际通用)或360度來表示。
以360度表示时,由北起按顺时针方向量度。
风速(或风力)指的是单位时间內空气的移动距离,常以米/秒、公里/小时、海里/小时來表示。
风速和风向风力等级表注:本表所列风速是指平地上离地10米处的风速值风的特性•风的日变化地面上是夜间风弱,白天风强;高空中却是夜里风强,白天风弱。
3_风力发电技术课本知识点总结
第一章风及风能资源一、风的形成及影响因素1.风的产生:是由地球外表大气层由于太阳的辐射而引起的空气流动,大气压差是风产生的根本原因2.特性:周期性、多样性、复杂性3.风的分类:季风、山谷风、海陆风、台风、龙卷风二、风的测量1.风的测量包括风向和风速两种2.风向测量:风向测量是指测量风的来向风向测量装置:1)风向标:是测量风向最通用的装置,有单翼型、双翼型、流线型2)风向杆(安装方位指向正南)、风速仪(可测风向和风速,一般安装在离地面10米的高度)3.风向表示法:风向一般用16个方位表示,静风记为C。
4.风能密度:单位截面积的风所含的能量称为风能密度,常以W/m2表示。
三、风资源分布1.我国风资分布可划分为:风能丰富区、风能较丰富区、风能可利用区、风能贫乏区1)风能丰富区:有效风能密度>200W/m2。
2)风能较丰富区:有效风能密度为150~200W/m2,3~20m/s风速出现的全年累计时间为4000~5000h。
3)风能可利用区:有效风能密度在50~150W/m2之间,3~20m/s风速出现时数约在2000~4000h之间。
4)风能贫乏区:该区风能密度低于50W/m2,全年时间低于2000h第二章风力机的理论基础一、贝兹理论二、翼型的几何参数三、风车理论四、叶素理论气动效率五、葛劳渥漩涡理论六、葛劳渥轴线推力和扭矩计算有限长的叶片,叶片的下游存在尾迹涡,主要有两个漩涡区:一个在轮毂附近,一个在叶尖。
漩涡诱导速度可看成以下三个漩涡系叠加的合速:①中心涡,集中在转轴上②每个叶片的边界涡③每个叶片尖部形成的螺旋涡七、风力机的相似特性相似准则:所谓模型与风力机实物相似是指风轮与空气的能量传递过程以及空气在风轮内向流动过程相似,或者说它们在任一对应点的同名物理量之比保持常数。
流过风力机的气流属于不可压缩流体,理论上应满足几何相似、运动相似和雷诺数相等。
对风力机而言,后一个条件实际做不到,故一般仅以前两个条件作为模型和风力机实物的相似准则,并计及雷诺数。
风力发电工程师的风力资源评估和风力发电技术资料
风力发电工程师的风力资源评估和风力发电技术资料随着对可再生能源需求的增加,风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式,逐渐受到了广泛关注。
作为风力发电工程师,风力资源评估和技术资料是你在工作中必不可少的知识基础。
本文将为您介绍风力资源评估的步骤和风力发电技术资料的相关内容。
一、风力资源评估1. 数据采集和分析风力资源评估的第一步是收集和分析有关风力资源的数据。
您可以从各种数据源中获取数据,包括国家气象局、风能研究中心等。
这些数据包括风速、风向、气象条件等信息。
通过对这些数据进行分析,可以了解特定地区的风能潜力。
2. 风能潜力计算通过采集的数据,可以使用不同的数学模型或软件来计算风能潜力。
这些模型将考虑地形、地面覆盖、大气层厚度等因素,从而准确地预测风力资源的可利用程度。
这些计算结果将为风力发电项目的规划和设计提供重要依据。
3. 风力预测利用历史数据及数学模型,可以对风力进行预测。
这对于风力发电场具有重要意义,因为它可以帮助工程师更好地规划发电设备的布局和风能利用效率。
二、风力发电技术资料1. 风力发电机组技术资料风力发电机组是将风能转化为电能的核心设备。
了解不同类型的风力发电机组的技术参数和性能特点是风力发电工程师必备的知识。
此外,还需掌握风力发电机组的安装、维护和故障排除等相关技术资料。
2. 输电线路和电网接入技术资料一旦风力发电机组产生电能,就需要将其输送到电网中。
因此,了解输电线路的布局、电缆规格、安装标准和电网接入的相关技术资料是非常重要的。
这样可以确保风力发电设备与现有电网的高效连接。
3. 风力发电场设计和施工资料风力发电场的规划和设计需要充分考虑到地形、土地使用、环境影响等因素。
了解风力发电场的设计标准、施工流程和相关技术资料将对项目的成功实施起到至关重要的作用。
4. 风力发电技术研究报告和最新进展风力发电技术是一个不断发展和创新的领域。
作为风力发电工程师,了解最新的技术研究报告和行业进展非常重要。
第一篇:风电基础技术知识
第一篇:风电基础技术知识第一章风能资源概述第一节:风向与风速风是大气的运动。
气象学上一般把垂直方向的大气运动称为气流,水平方向的大气运动称为风大气的运动本质上是由太阳热辐射引起的。
因此,风能是太阳能的一种表现形式。
地球表面上,受太阳加热的空气较轻,上升到高空;冷却的空气较重,倾向于去补充上升的空气。
这就导致了空气的流动——风。
全球性气流、海风与陆风、山谷风的形成大致都如此。
风向与风速是确定风况的两个重要参数一、风向风向——来风的方向。
通常说的西北风、南风等即表明的就是风向。
陆地上的风向一般用16个方位观测。
即以正北为零度,顺时针每转过22.5°为一个方位。
风向的方位图图示如下。
二、风速风速——风流动的速度,用空气在单位时间内流经的距离表示,单位:m/s或km/h。
风速是表示气流强度和风能的一个重要物理量。
风速和风向都是不断变化的。
瞬时风速——任意时刻风的速度。
——具有随机性因而不可控制。
——测量时选用极短的采样间隔,如<1s。
平均风速——某一时间段内各瞬时风速的平均值。
如日平均风速、月平均风速等。
1、风速的周期性变化风速的日变化:一天之中,风速的大小是不同的:——地面(或海拔较低处)一般是白天风速高,夜间风速较低。
——高空(或海拔较高处)则相反,夜间风强,白天风弱。
其逆转的临界高度约为100~150m。
风速的季节变化:一年之中,风的速度也有变化。
在我国,大部分地区风的季节性变化规律是:春季最强,冬季次之,夏季最弱。
2、影响风速的主要因素垂直高度:由于风与地表面摩擦的结果,越往高处风速越高。
定量关系常用实验式表示:V=V0(H/H0)nV—高度H处的风速。
V0—高度H0处的风速,测得。
n—地表摩擦系数,或地表面粗糙度。
取值范围:0.1(光滑)~0.4(粗糙)。
地理位置海面上的风比海岸大,沿海的风比内陆大得多。
障碍物风流经障碍物后,将产生不规则的涡流,使风速降低。
但随着远离物体,这种涡流逐渐消失。
风力发电科普知识
风力发电科普知识(图文版)目录什么是风能?------------------------------------------------------------------------------------ 4风能来源于何处? ----------------------------------------------------------------------------- 5风功率如何计算? ----------------------------------------------------------------------------- 5全球风能总量有多大? ----------------------------------------------------------------------- 6我国风能总量有多少? ----------------------------------------------------------------------- 6风是怎样形成的? ------------------------------------------------------------------------------- 6大气运动的受力影响是什么? -------------------------------------------------------------- 6地形对风有什么影响? ----------------------------------------------------------------------- 7什么是海风,陆风;山风,谷风? -------------------------------------------------------- 7为什么说风能是一种绿色能源? ----------------------------------------------------------- 8发展风力发电具有什么优势? -------------------------------------------------------------- 9人类利用风能的历史 -------------------------------------------------------------------------- 9什么是风电场? ------------------------------------------------------------------------------- 10中国风力资源分布 ---------------------------------------------------------------------------- 11风力发电的经济性 ---------------------------------------------------------------------------- 12建立风电场的应用考虑有哪些方面? ---------------------------------------------------- 13风力发电机噪音大么? ---------------------------------------------------------------------- 14风力发电机组的分类及各自特点 ---------------------------------------------------------- 14风力发电机的功率曲线 ---------------------------------------------------------------------- 19什么是风力发电机的额定输出功率 ------------------------------------------------------- 20典型风力发电机各部件介绍 ---------------------------------------------------------------- 20风力发电机的工作原理 ---------------------------------------------------------------------- 28我国现阶段主要风力发电机型的发电过程 ---------------------------------------------- 29直驱式风力发电机组的特点 ---------------------------------------------------------------- 30什么是电网?----------------------------------------------------------------------------------- 32风机并网需要考虑哪些方面? ------------------------------------------------------------- 32并网运行模式的规模划分 ------------------------------------------------------------------- 32风力发电机的并网有什么好处? ---------------------------------------------------------- 33什么是“防孤岛功能”------------------------------------------------------------------------ 33风力发电机并网运行的模式及其特点(根据发电机划分)------------------------- 33影响风电项目投资收益的几个因素 ------------------------------------------------------- 36风电项目开发流程 ---------------------------------------------------------------------------- 39风电项目的投资构成是什么? ------------------------------------------------------------- 40风力发电项目的度电成本 ------------------------------------------------------------------- 41功率曲线与发电量 ---------------------------------------------------------------------------- 42风资源状况的评价指标 ---------------------------------------------------------------------- 43知识丰富生命!知识就是力量!什么是风能?风能就是空气的动能,是指风所负载的能量,风能的大小决定于风速和空气的密度。
风电基础知识培训风能发电限制因素
风电基础知识培训风能发电限制因素风能是一种可再生的清洁能源,而风电发电则是利用风能转化为电能的过程。
风能作为一种绿色能源,具有广泛的发展前景。
然而,风电发电也存在一些限制因素,本文将对风电基础知识以及风能发电的限制因素进行详细介绍。
一、风电基础知识1. 风电原理风电原理是指将风能转化为电能的过程。
当风吹向风力发电机的扇叶时,扇叶被风力推动旋转。
扇叶与发电机内部的转子相连,转动的同时驱动发电机发出电能。
通过变压器将发电机产生的低电压电能转化为可以供电的高电压电能。
2. 风电装机容量风电装机容量是指特定时间内风力发电装置额定输出功率的总和。
通常以千瓦(kW)或兆瓦(MW)来表示。
装机容量是衡量风电项目规模大小的重要指标。
3. 风力资源评估风力资源评估是指对特定地理位置的风能资源进行测量和评估的过程。
通过对风速、风向等参数的测量和分析,可以确定是否适合建设风电项目,并评估该项目的潜在发电量。
二、风能发电限制因素尽管风能作为一种可再生的清洁能源,具有许多优势,但也受到一些限制因素的制约,下面将详细介绍这些因素。
1. 风速不稳定风速是影响风能发电量的主要因素之一。
风速的不稳定性会导致风电机组的发电量波动较大。
当风速低于风力发电机组的额定切入风速时,发电机组无法启动发电;当风速超过额定切出风速时,发电机组会自动停机,以保护设备。
2. 风能密度风能密度是指单位面积或单位体积内风能含量的大小。
风能密度越高,表示单位面积或单位体积内的风能含量越大,从而产生更多的风能发电。
然而,许多地区的风能密度较低,限制了风电项目的发展。
3. 建设地点限制风电项目的建设需要占用较大的土地面积,而且需要考虑到风速和风向等因素,选择合适的建设地点。
然而,由于土地利用规划、环境保护和生态保护等因素的限制,许多地区无法建设风电项目,进一步限制了风能发电的规模和发展。
4. 噪音和视觉影响风力发电机组在运行时会产生噪音,尤其是在高速旋转的情况下噪音更加明显。
风工程知识点总结
风工程知识点总结一、风能资源的测量和评估1. 风速测量风速是评估风能资源的一个重要参数,通常使用测风塔或者无人机等工具来进行风速的测量。
测风塔通常会设置在离地面一定高度的位置,通过多个高度的测量点来获得不同高度的风速数据。
2. 风能密度风能密度是评估风能资源的另一个重要参数,它描述了单位面积或者单位体积内所包含的风能量。
通常使用测风塔来测量不同高度上的风能密度,进而评估风能资源的利用潜力。
3. 风向测量除了风速之外,风向也是评估风能资源的一个重要参数。
通过风向的测量,可以确定风向的分布情况,进而选择合适的风力发电场址和风机的布置方式。
4. 风切变风切变是风速随高度的变化,通常包括垂直方向的风切变和水平方向的风切变。
风切变会影响风机的叶片受力情况和风能的利用效率,因此需要在风电场设计中进行充分考虑。
二、风能资源的预测1. 数值模拟数值模拟是一种常用的风能资源预测方法,通过分析气象数据、地形地貌、植被覆盖等因素,利用数值模型来预测未来一段时间内的风能资源分布情况。
2. 统计方法统计方法是另一种常用的风能资源预测方法,通过对历史风速数据进行分析和处理,来预测未来一段时间内的风能资源分布情况。
3. 人工智能随着人工智能技术的发展,人工智能在风能资源预测中也得到了广泛的应用。
通过机器学习算法和神经网络模型,可以实现更精准的风能资源预测。
三、风力发电场的设计与建设1. 风机选型在风电场的设计中,需要根据实际的风能资源情况,选择合适的风机型号和容量。
不同型号和容量的风机在不同的风能资源条件下,具有不同的发电效率和经济性。
2. 风机布置风机的布置方式直接影响了整个风电场的发电效率和运维成本。
合理的风机布置方式能够最大程度地利用风能资源,提高风电场的发电量。
3. 输电系统设计风力发电场通常需要将发电的电能输送至电网中,因此输电系统的设计也是风电场设计中的重要组成部分。
合理的输电系统设计能够降低输电损耗,提高电网接入的稳定性。
风资源评估知识
风资源评估知识目录一、风资源评估概述 (2)1. 风资源评估定义及重要性 (2)2. 风资源评估的发展历程 (3)3. 风资源评估的分类及内容 (5)二、风资源的基础知识 (6)1. 风的定义及特性 (7)2. 风的成因与分类 (8)3. 风的测量与记录 (9)三、风资源评估的方法与技术 (9)1. 现场观测法 (10)1.1 观测点的选择与布局 (11)1.2 观测仪器与设备 (13)1.3 数据的记录与处理 (14)2. 数值模拟法 (15)2.1 风场模拟软件介绍 (16)2.2 模拟过程与参数设置 (18)2.3 模拟结果的分析与应用 (20)3. 遥感技术法 (21)3.1 遥感技术在风资源评估中的应用 (22)3.2 遥感数据处理与分析方法 (23)3.3 遥感技术在风资源评估中的优缺点 (24)四、风资源评估流程 (26)1. 前期准备阶段 (26)2. 现场勘查阶段 (27)3. 数据收集与处理阶段 (28)4. 评估分析与报告编制阶段 (30)五、风资源评估的应用领域 (30)1. 风力发电领域的应用 (32)2. 城市规划与建设领域的应用 (33)3. 气候研究与预测领域的应用 (34)六、风资源评估的注意事项与挑战 (35)1. 评估过程中的注意事项 (36)2. 评估过程中面临的挑战与问题解决方案 (38)七、风资源评估的发展趋势与展望 (39)一、风资源评估概述风资源评估是可再生能源领域中的关键环节,主要目的是对风能资源的丰富程度、潜力和可利用性进行定量和定性的分析和评价。
这一过程对于风能项目的投资决策、项目设计和运营过程中的能源产出预测至关重要。
风资源评估涉及多个方面,包括风速的统计分析、风的功率特性、风切变特性、地形和地貌对风的影响、气候条件以及风电机组的选型和布局等。
通过综合这些因素,评估结果能够为风能项目的可行性研究提供科学依据,并帮助制定合理的项目规划。
随着全球对可再生能源需求的不断增长,风资源评估的重要性日益凸显。
风力发电基础理论题库及答案
龙源内蒙古风力发电有限公司风力发电基础理论题库第一章风力发电的历史与发展填空题1、中国政府提出的风电规划目标是2010 年全国风电装机达到(500 万千瓦),到2020 年风电装机达到(3000 万千瓦)。
2020 年之后风电超过核电成为第三大主力发电电源,在2050 年前后(达到或超过 4 亿千瓦),超过水电,成为第二大主力发电电源。
简答题1、风力发电的意义?(1)提供国民经济发展所需的能源(2)减少温室气体排放(3)减少二氧化硫排放(4)提高能源利用效率,减轻社会负担(5)增加就业机会2、风力机归纳起来,可分为哪两大类?(1)水平轴风力机,风轮的旋转轴与风向平行,(2)垂直轴风力机,风轮的旋转轴垂直于地面或气流方向,3、风电机组发展趋势?(1)从定桨距(失速型)向变桨距发展(2)从定转速向可变转速发展(3)单机容量大型化发展趋势第二章风资源与风电场设计填空题1、风能大小与(气流通过的面积)、(空气密度)和(气流速度的立方)成(正比)。
2、风速的测量一般采用(风杯式风速计)。
3、为了描述风的速度和方向的分布特点,我们可以利用观测到的风速和风向数据画出所谓的(风向玫瑰图)。
4、风电场的机型选择主要围绕风电机组运行的(安全性)和(经济性)两方面内容,综合考虑。
简答题1、简述风能是如何的形成的在赤道和低纬度地区,太阳高度角大,日照时间长,太阳辐射强度强,地面和大气接受的热量多、温度较高;在高纬度地区太阳高度角小,日照时间短,地面和大气接受的热量小,温度低。
这种高纬度与低纬度之间的温度差异,形成了南北之间的气压梯度,使空气作水平运动。
地球在自转,使空气水平运动发生偏向的力,所以地球大气运动除受气压梯度力外,还要受地转偏向力的影响2、风能的基本特征?(1)风速(2)空气密度与叶轮扫风面积(3)风能密度(4)叶轮气流模型3、测风注意事项?最佳的风速测量方法是在具有风资源开发潜力的地区安装测风塔,测风高度与预装风电机组的轮毂高度尽量接近,并且测风设备安装在测风塔的顶端,这样,一方面可以减小利用风切变系数计算不同高度处的风速所带来的不确定性,另一方面也可以减小测风塔本身对测风设备造成的影响(塔影效益),如果测风设备安装在测风塔的中部,应尽量使侧风设备的支架方向与主风向保持垂直,并使侧风设备与测风塔保持足够的距离。
风力发电基础知识
1-3 风力发电运行方式
• 分类:独立运行和并网运行两种运行方式。 一、独立运行方式
• 独立运行的风力发电机组,又称离网型风力发电机组, 是把风力发电机组输出的电能经蓄电池蓄能,再供应 用户使用,如需要交流电,则要加逆变器。 (一)储能系统: • 风力发电系统采用的储能系统主要有:蓄电池储能、 抽水蓄能。 • 正在研究试验的有压缩空气储能、飞轮储能、电解水 制氢储能等。
2、塔架 风力机的塔架除了要支撑风力机的重量,还 要承受吹向风力机和塔架的风压,以及风力 机运行中的动载荷。它的刚度和风力机的振 动有密切关系。水平轴风力发电机的塔架主 要可分为管柱型和桁架型两类。一般圆柱形 塔架对风的阻力较小,特别是对于下风向风 力机,产生紊流的影响要比桁架式塔架小。 桁架式塔架常用于中小型风力机上,其优点 是造价不高,运输也方便。但这种塔架会使 下风向风力机的叶片产生很大的紊流。
• 风电场容量系数即发电成本是衡量风力发 电场经济效益的重要指标。风电场内风力 发电机组容量系数的计算方法为:
1-5 风力发电系统及装置
(一)风力发电机组的系统 组成 • 风力发电系统是将风能转
换为电能的机械、电气及 共控制设备的组合。 • 通常包括风轮、发电机、 变速器(小、微容量及特殊 类型的也有不包括变速器 的)及有关控制器和储能装 置。
二、风力发电场的风力发电机组排布
• 作用:合理地选择机组的排列方式,以 减少机组之间的相互影响,风电场内风 力发电机组的排列应以风电场内可获得 最大的发电量来考虑。 • 影响因素:主要受风能分布、风场地形 和土地征用的影响。 • 机组排列的最主要原则:是充分利用风 能资源,最大程度利用风能。
三、风力发电场的经济效益评估
Ф型风力机图
3、风力发电机组可分为定桨距机组与变 桨距机组。 定桨距风力发电机组的功率调节完全 依靠叶片的气动特性。这种机组的输出 功率随风速的变化而变化,当风速超过 额定风速时,通过叶片的失速或偏航控 制降低风能转换系数Cp,从而维持功率 恒定。
风电小知识系列
风电小知识系列风能是一种广泛存在于地球上的可再生能源,通过风能转换成电能的技术被称为风能发电,也被称为风电。
风电是目前全球发展最快的清洁能源之一,具有环保、可持续、经济等优势。
在这篇文章中,我们将介绍一些关于风电的小知识。
一、风能转换成电能的原理风能转换成电能的原理非常简单。
当风通过风机的叶片时,叶片会受到风的作用力而转动,而转动的叶片则会驱动发电机工作,最终将机械能转换成电能。
这个过程中,风能的转换效率取决于风机的设计和风力的强弱。
二、风力资源评估为了建设风电项目,首先需要评估风力资源的情况。
风力资源评估是通过测量和分析当地的风速和风向来进行的。
风力资源评估的结果可以帮助确定风电场的布局和风机的选型,从而提高风电场的发电效益。
三、风机的分类根据风机的轴向和叶片的布置方式,风机可以分为两大类:水平轴风机和垂直轴风机。
水平轴风机是目前应用最广泛的风机类型,其叶轮轴是水平放置的。
垂直轴风机的叶轮轴是垂直放置的,相对来说较少使用。
四、风电场的布局风电场的布局是根据风机的安装需求和风力资源的分布来确定的。
一般来说,风机之间的间距需要保持一定的距离,以免相互之间产生干扰。
此外,风机的布局也需要考虑到风向和地形等因素,以充分利用风能。
五、风电场的运维与维护风电场的运维与维护是保证风机正常运行和发电效益的重要环节。
风电场的运维包括风机的巡检、故障排除、设备维护等工作。
此外,还需要定期对风机进行性能监测和数据分析,以便及时发现并解决潜在问题。
六、风电的优势和挑战风电作为一种清洁能源,具有环保、可持续、经济等诸多优势。
它可以减少化石燃料的使用,降低温室气体的排放,有助于应对气候变化。
然而,风电的发展也面临一些挑战,如风力资源的不稳定性、风机的噪音和对鸟类的影响等问题。
七、风电的发展趋势随着对可再生能源的需求不断增加,风电在全球范围内得到了快速发展。
未来,风电技术将继续创新,风机的效率将进一步提高,风电场的规模将进一步扩大。
风电基础知识
1.2 地球上的环流
1.2.3 局地环流
(图3) 海陆风
(图4)山谷风
风资源描述
2.2 平均风速
平均风速 v 为风速在规定时距T内的时间平均值, 1 T 即: v v( x, y, z, t )dt
T
0
采用合适时距T的平均风速(例如10分钟),它在一段观测期 内的变化一般不明显。 实际平均风速是由在相应的时距中,将其瞬时风速相互抵消后 所得的综合结果,采用不同的平均时距就会得到不同的平均风速, 时距愈大,平均风速的变化愈小,而相应的平均风速最大值也愈小。 为了得可以相互比较的平均风速记录,气象上规定一个统一的平均 时距,世界气象组织和我国规定将10分钟平均时距作为平均风速的 标准时距。由于历史的原因和条件的限制(如目测),在一些报表 和项目中使用的是2分钟或更多种的平均风速,使用时必须加以注 意。
缺少 一般 详细
风
力 材料
V, P(t)
F s, e
V(t), V(t+Δt)
F(t), F(t+Δt)
V(t)
F(t)
s (t), s (t+Δt) s (t), e (t), e (t+Δt) e (t)
(这里还涉及一个问题,材料的疲劳特性,与一个国家的原材料工业及其研究有关)
风资源知识
风的形成
2.2.2 平均风速随高度变化 大气受下垫面的动力和热力作用,风速沿铅直方向有明显的变 化,在大气边界层或近地层中尤其如此。风速廓线受地形、层结稳定度、 大型天气形势的影响,在铅直方向呈不同的分布规律。如在平坦地表、 中性层结、近地层风速随高度分布为“对数律”:
(1)
u* z u z In K z0
风电场基础知识
风电场基础知识一、引言随着对可再生能源的需求不断增长,风能作为一种清洁、可再生的能源形式,受到了越来越多的关注。
而风电场作为利用风能发电的重要设施,也成为了人们关注的焦点。
本文将介绍风电场的基础知识,包括风能的产生、风电机组的构成和工作原理等内容。
二、风能的产生风能是由太阳能引起的,当太阳辐射地球表面时,地表吸收的能量会使空气受热膨胀,形成气流。
气流在地球表面上的山脉、海洋和湖泊等地形的影响下,产生了不同的风。
而这些风可以被利用来驱动风力发电机,通过转动发电机发电。
三、风电机组的构成风电机组主要由风力发电机、塔筒和控制系统组成。
1. 风力发电机风力发电机是风电场的核心设备,它将风能转化为电能。
风力发电机主要由风轮、发电机和传动系统组成。
风轮是通过叶片捕捉风能,转动发电机产生电能。
发电机则将机械能转化为电能。
传动系统则起到将风轮的转速变换为发电机所需转速的作用。
2. 塔筒塔筒是风力发电机的支撑结构,它将风力发电机安装在一定的高度上,以便获取更高的风能。
塔筒一般由钢铁或混凝土材料构成,具有足够的强度和稳定性。
3. 控制系统控制系统是风电机组的核心控制设备,主要负责监测和控制风电机组的运行状态。
控制系统可以根据风速的变化调整风轮的转速,以保证风力发电机的稳定运行。
同时,控制系统还可以监测风电机组的各项指标,并在出现故障时及时报警。
四、风电机组的工作原理风电机组的工作原理可以简单概括为:风能转化为机械能,再由机械能转化为电能。
当风经过风轮时,风轮的叶片会受到风的作用力而转动。
转动的风轮将机械能传递给发电机,发电机将机械能转化为电能。
电能通过电缆输送到变电站,经过变压器升压后,最终被送入电网供应给用户使用。
风电机组的输出电能受到多种因素的影响,包括风速、风轮的尺寸和形状、发电机的效率等。
一般来说,风速越高,风电机组的发电效果越好。
五、风电场的规划与建设风电场的规划与建设是一个复杂的过程,需要考虑多个因素。
世界风库的地理知识
世界风库的地理知识风是地球上的一种自然现象,它在全球范围内有着广泛的分布和多样的特征。
本文将介绍世界风库的地理知识,主要涵盖以下方面:1、风的形成和分布风的形成主要是由于地球上不同地区的受热不均而导致的气压差。
这种气压差会使空气从高压地区流向低压地区,从而形成风。
风的分布受到海陆分布、地形地貌等多种因素的影响。
2、风与气候、环境的关联风与气候、环境有着密切的关联。
风对气候的影响主要表现在以下几个方面:一是风可以影响气温和降水,二是风可以影响气候系统的运行,三是风可以影响自然环境的演变。
同时,人类活动也会对风产生影响,例如通过植树造林等方式来影响风沙运动。
3、全球风带的分布和特征全球风带主要分为季风带和盛行西风带。
季风带主要分布在亚洲、澳大利亚和美洲等地,其特征是随着季节的变化而改变方向和强弱。
盛行西风带主要分布在南北半球中纬度地区,其特征是较为稳定且常与海岸线平行。
4、盛行风对地理环境的影响盛行风对地理环境的影响主要表现在以下几个方面:一是风力侵蚀作用,它可以吹走地表土壤和岩石,形成侵蚀地貌;二是沉积作用,大风可以将颗粒物质搬运到其他地区,形成沉积地貌;三是地貌变化,风可以改变地表形态和地理环境。
5、地方性和非地带性风除了地带性的风外,还有许多地方性和非地带性的风。
地方性风是由于局部地区的地形、地貌、植被等自然因素的影响而形成的,例如山谷风、海风等。
非地带性风主要受到局部环境因素(如海洋、山脉等)的影响,例如海陆风、山风等。
这些地方性和非地带性风对当地的生态环境和人类活动产生着重要的影响。
6、风能资源的开发和利用风能资源是一种清洁、可再生的能源,其开发和利用越来越受到全球的关注。
世界上的风能资源主要分布在靠近海洋、山脉和沙漠等地区。
目前,许多国家都在积极发展和利用风能资源,如建设风电场、研发新的风能技术和设备等。
风能资源的开发和利用不仅可以减少对化石燃料的依赖,还可以为当地带来经济效益和环保效益。
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1.平均风速
风速:单位时间内空气在水平方向上移动的距离。 风速随时间和空间的变化是随机的。
平均风速 V 1 t2 V (t)dt
t 2 t1 t1
2.风廓线—平均风速随高度变化
➢对数律分布:
V (Z ) ln( Z / Z0 ) V (Zr ) ln( Zr / Z0 )
V(Z) Z高度处风速 Z 距地面高度 Zr 参考高度 Zo 地表面粗糙长度
一般在离地面300~500m高度, 风速才趋于常数。
同样的风轮直径,α越小,上下 风速差越小,对机组载荷越有利。
3.年平均风速分布—长期风速变化
年平均风速 Va:ve 以年为单位的平均值,多年测 量取均值。
年平均风速分布:一年内不同风速累积小时数。 ➢ 威布尔分布: PW (V ) 1 exp[(V / C)k ]
1 2
m
( )(
j 1
3 j
)t
j
— DW—E 风能密度, (W •;h)/m2 m——风速区间数目;
——空气密度, ;kg/m3
—v— j3 第j记录的风速(m/s)值的立方; —t—j 某扇区或全方位第j个风速区间的风速 发生时间,h。
4.风功率密度等级表
2.风廓线—平均风速随高度变化
➢指数律分布:
IEC 61400:
V (Z ) ( Z ) V (Zr ) Zr V(Z) Z高度处风速 Z 距地面高度 Zr 参考高度 α 风切变指数
2.风廓线—平均风速随高度变化
我国建筑结构载荷规范中将地貌分 为A、B、C、D四类: A类:近海平面、海岸、沙漠α =0.12 B类:田野、乡村、丘陵、大城 市郊区 α=0.16 C类:有密集建筑群的城市市区 α=0.20 D类:密集建筑群且建筑物较高 的城市市区 α=0.30
风资源基础知识
2009.6.4
概要
一.风的形成 二.风资源基础知识 三.风能利用
一.风的形成
太阳辐射造成地球表明受热不均,引 起大气层压力分布不均,在不均压力作 用下,空气沿地球表面的运动就形成风。
大气运动尺度 大尺度——风能利用 中尺度——微观选址 微尺度——风载荷
1.大气环流
全球范围内空气沿一密闭轨迹的运动,是太阳辐射和
5.极端风速
极端风速:较长时间内(1年或50年) 可能出现的最大风速(3s平均值或 10min平均值)。
概率问题。 例: 设计等级为III类的机组,就是在50年 内,50年(N)一遇极端风速(3s平 均值)超出52.5m/s的概率是 0.02(1/N)。
5.极端风速
参考风速:用于确定风力发电机组设计 等级的基本极端风速参数。
➢概率密度曲线
pW
(V
)
k C
(V C
)k 1
exp[ (V
/
C)k
]
3.年平均风速分布—长期风速变化
3.年平均风速分布—长期风速变化
4.湍流—短期风速变化
4.湍流—短期风速变化
➢湍流:10分钟内风速的随机变化。
➢湍流强度: I /V
式中: σ-风速相对于10min平均风速的 标准方差 V—10min平均风速
如:机组设计等级为III类,对应参考风 速为37.5m/s(10min平均值),亦即, 轮毂高度承受的50年一遇极端风速 (10min平均值)应小于或等于 37.5m/s。
6.风向玫瑰图
三.风能利用
1.风能的特点 2.风功率密度 3.风能密度 4.风功率密度等级表 5.中国有效风功率密度分布图
1.风能的特点
➢ 瑞利分布: PR (V ) 1 exp[ (V / 2Vave )2 ]
(瑞利分布为威布尔分布在k=2时的特例)
3.年平均风速分布—长期风速变化
➢威布尔分布——累积分布曲线
PW (V ) 1 exp[(V / C)k ]
式中: k-形状参数(shape parameter) C-尺度参数(:以昼夜为周期改变盛行风向的风。
谷风:白天,风由山谷沿山坡向上吹。 山风:夜间,风由山顶沿山坡向下吹。
二.风资源基础知识
1.平均风速 2.风廓线—平均风速随高度变化 3.年平均风速分布—长期风速变化 4.湍流—短期风速变化 5.极端风速 6.风向玫瑰图
1.平均风速
风速时间历程曲线
风能实质上是太阳能的转化形式。 风能是一种无污染的可在生能源,取之不尽, 用之不竭,分布广泛。 风能的利用将改变人类长期依赖化石燃料和 核燃料的局面。
科学家预计:21世纪的最主要能源将是核能、太 阳能、风能、地热能、海洋能、氢能和可燃冰。
2.风功率密度
风功率密度:与风向垂直的单位面积中风所具有
的功率。
v DWP
1 2n
n i 1
( )(
3)
i
式中:
— DW—P 平均风功率密度, ;W/m2 n——在设定时段内的记录数;
— —空气密度, ;kg/m3
— vi3 —第i记录的风速(m/s)值的立方。
3.风能密度
风能密度:在设定时段与风向垂直的单位面积中 风所具有的能量。
式中:
v DWE
地球自转作用下造成的一种大尺度运动。
2.局地环流
季风:以半年为周期改变盛行风向的风。
夏季风:陆地温度高于海洋,陆地气压低于 海洋,风从海洋吹向陆地。
冬季风:相反。
2.局地环流
海陆风:以昼夜为周期改变盛行风向的风。
海风:在低层,白天风由海面吹向陆地,称之 海风。
陆风:在低层,夜间风由陆地吹向海面,称之 陆风。 在高层,则相反——形成海陆风环流。