风力机设计理论及方法第2章-风力机的类型与结构

（3）NACA XXXX-YY或NACA XXXXX-YY X为未修改的NACA四、五位数字翼型的表达式；第 一个Y表示前缘半径的大小，第二个Y表示最大厚度 相对位置的10倍数值。
（4） NACA 653-218 6表示六系列；5表示厚度分布使零升力下的最小压力 位置的0.5位置处；3表示有利升力系数范围为±0.3； 2表示设计升力系数为0.2；18表示相对厚度为18%。
威海风电场图
2.3、翼型介绍
翼型空气动力特性的好坏直接影响风力机的性能， 翼型的形状也影响叶片的主体结构形式。 设计原则：使单位叶素有最大的功率利用系数。
但风力机的工作条件和飞机有较大的区别： 一方面风力机叶片工作时，其攻角变化范围大； 另一方面风力机叶片设计要考虑低雷诺数的影响， 风力机和飞机工作的雷诺数范围有所不同，其影响将
国家特许权示范项目——江苏龙源如东100.5兆瓦风力发 电量超过1亿千瓦时。 位于南黄海之滨的如东县环港外滩耸立起风电机组， 实现了江苏作为经济大省风电“零的突破”。记者获悉,如 东风电特许权二期后续49.5兆瓦项目正在小洋口港全面铺 开，全部33台风电机组计划于年底建成发电。同时，100.5 兆瓦项目也将于年底实现吊装33台风电机组的目标。届时， 南通黄海之滨将成为全国乃至亚洲最大、最先进的风电场， 年发电量将达到6亿千瓦时。
南澳风电场图
2、达坂城风力发电一场
• 达坂城风力发电一场位于兰新铁路及乌喀公路一 侧，达坂城谷地，年平均风速8.1m/s。 • 新疆水利厅1986年成立新疆风能公司、新疆风能 研究所、新疆新风科工贸有限责任公司“三位一 体”的高科技实体。 • 1989年建成了当时亚洲最大的大型风力发电场， 并成功地高质量运行管理至今，新疆金风科贸公 司现装机42台，总容量18.4MW。
2、SERI翼型系列： （ 1）FFA-W1翼型系列 （2）FFA-W2翼型系列 3、FFA -W翼型系列： （ 3）FFA-W3翼型系列 4、NREL翼型系列 5、DU翼型系列
1、NACA翼型系列：
（ 2）NACA五位数字翼型 1、NACA翼型系列： （ 3）NACA四、五位数字翼型 （ 4）NACA六位数字翼型
第2章 风力机的类型与结构
风力机——将风能转换为机械能
2.1、风力发电机的分类：
1、按风轮轴与地面的相对位置，可分为水平轴式和垂直轴式。 2、按风轮相对于塔架的位置，分为上风式和下风式；
3、按叶片数量，分为单叶片、双叶片、三叶片、四叶片和多叶片式。
4、从叶片型式上分，有螺旋桨式、H型、S型等； 5、按叶片的工作原理分，则有升力型和阻力型的区别。
风力发电机结构原理图
我上到风机上了
风力发电机的一扇叶片
发电机的风扇叶被人们组装在一起
吊车正在组装发电机机身
发电机叶片即将装在高大的机身上
工人们陆续安装好其它海上风力发电机
1、广东省南澳风电场
• 南澳地处台湾海峡西南端喇叭口，风力资源丰富，风电 场年平均风速达8.54米/秒，年有效风速时数超过7000小 时，有效风能密度达1011瓦/平方米，风况属世界最佳之 列，是我国少有的可以大规模开发风力发电场的地域之 一。 • 已安装风力机132台, 总装机容量达57MW,年发电量达1.1亿 千瓦时,成为亚洲海岛最大的风力发电场.
大阪城风电场图
3、辉腾锡勒风电场
• 辉腾锡勒风电场是1995年成立的风电企业。 场址位于内蒙中旗，海拔2010～2131m，风 速7.4～8.2m/s。规划容量1200MW，年发电 量33亿千瓦时。 • 现装机72台，总容量42.7MW。 • 股东：龙源电力集团公司(50%)
辉腾锡勒风电场图
4、南通将建成亚洲最大风电场
2、SERI翼型系列：
这的粗糙度敏感也较低。对于直径为 10-30m风轮的叶片设计了SERI S805 A翼型，应用该 翼型系列时主要用于年平均风速在10m高度处为4.56.2之间的风场。
3、FFA-W翼型系列： （ 2）FFA-W2翼型系列 （ 3）FFA-W3翼型系列
就也不完全一样，
设计实践表明，使用航空翼型虽然可以得到很高的升阻比 ，但是在低雷诺数环境下，航空翼型易于发生泡式分离，从 而使升阻比特性恶化。 另外，航空翼型对表面粗糙度比较敏感，在翼型几何形状 由于灰尘、结冰等原因发生变化时，翼型的气动特性往往也 会迅速恶化，从而不适于直接作为风力机叶片翼型使用。 因此，选择翼型常根据以下原则：对低速风轮，由于叶片 数较多，不需要特殊的翼型升阻比；对于高速风轮，叶片数 较少，应选择在很宽的风速范围内具有较高的升阻比和平稳 失速特性的翼型，对粗糙度不敏感，以便获得较高的功率系 数；另外要求翼型的气动噪声低。
6、以风力机的容量分，则有微型(1kW以下)、小型(1—10kW)、中型
(10—100kW)和大型(100kw以上)机。（风力机所标示的功率，通 常为12m/s风速下运转的功率，或称之额定功率）
水平轴风力机
2.2、风力发电机的结构
1、风轮：捕捉和吸收风能并将其转化为机械能 （ 1）调速（限速）机构 2、控制系统： （ 2）调向机构：尾舵、舵轮等 3、传动装置：齿轮、皮带、曲柄连杆等 4、作功装置：发电机、水泵、粉碎机、铡草机 5、蓄能装置：蓄电池、蓄水罐 6、塔架：支撑到高空
（1）NACA XYZZ
（ 1）NACA四位数字翼型
X表示翼型最大相对弯度的百倍数值； Y表示最大弯度相对位 置的 10 倍数值； ZZ 表示最大相对厚度的百倍数值。 NACA 2412表示翼型的相对弯度为 2%，最大弯度在弦长的 0.4位置处， 相对厚度为12%
（2）NACA XYWZZ X表示翼型弯度，这个数乘以3/2就是设计升力系数的 10倍；Y表示最大弯度相对位置的20倍；W表示中弧 线后段的类型：直线取1，其他取0；ZZ表示最大相对 厚度的百倍数值。 NACA 23012表示设计升力系数为 2 ×(3/20)=0.3 ,最大弯度在30/20=1.5，中弧线后段为 直线，相对厚度为12%
（ 1）FFA-W1翼型系列
4、NREL翼型系列
该翼型由美国国家可再生能源实验室所研制，主要应 用与大中型叶片，有3个薄翼型族和3个厚翼型族。这 些翼型能有效减小由于昆虫残骸和灰尘积累使桨叶表 面粗糙度增加而造成的风轮性能下降，并且能增加能 量最大输出和改善功率控制。
5、DU翼型系列