第一章 风能资源概述教材
风能资源测量与评估概述(PPT 77页)
三、风的形成
3、大气环流 在地球上由于地球表面受热不均，引起大气层中空气压力不均衡，因
此形成地面与高空的大气环流。这种环流在地球自转偏向力的作用下，形 成了赤道到纬度30°N环流圈（哈德来环流）、纬度30°~60°N环流圈和 纬度60°~90°N环流圈，这便是著名的“三圈环流” 。
三、风的形成
1）纬度30°N环流圈 在赤道附近，空气受热膨胀上升，造成赤道上空气压升高，空气向极
高纬度地区，太阳高度角小，日照时间短，太阳辐射强度小，地面和 大气接受热量少，温度低。
2、地转偏向力 地球自转使空气运动发生偏向
力，这种力称为“地转偏向力”。 在赤道附近，地转偏向力为零，随 着纬度的增加而增大，在极地达到 最大。
在这种力的作用下， 北半球气流向右偏转， 南半球气流向左偏转。
三、风的形成
3、空气的密度随海拔的升高而减小。
虽然海拔高出风比较大，但是由于空气密度小，风能量并不大。
二、风的特点
2）平流层 从对流层顶到约50km的大气层为平
流层。在平流层下层，即30—35knl以下， 温度随高度降低变化较小，气温趋于稳定， 所以又称同温层。在30—35km以上，温度 随高度升高而升高。
主要内容
1 风的形成 2 风的特征及测量 3 风资源测量与评估
任务1 风的形成
1 新能源介绍 2 风的特点 3 风的形成
一、新能源介绍
常规能源—— 指技术成熟且已被大规模利用的能源，如煤炭、石油、天然气以
及大中型水电 都被看作常规能源。
新 能 源—— 指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。
相对于传统能源，新能源具有污染少、储量大，前景广阔的特点。
从80km到约500km称为热层。这一 层温度随高度增加而迅速增加，层内温 度很高，昼夜变化很大，热层下部尚有 少量的水分存在，因此偶尔会出现银白 并微带青色的夜光云。
《风能的开发与利用》--教案
《风能的开发与利用》--教案章节一：风能概述教学目标：1. 让学生了解风能的定义和特点。
2. 让学生掌握风能的利用方式和应用领域。
教学内容：1. 风能的定义：自然界中由于地球自转和太阳辐射造成的大气运动所具有的能量。
2. 风能的特点：可再生、清洁、无污染、广泛分布。
3. 风能的利用方式：风力发电、风力驱动机械等。
4. 风能的应用领域：电力供应、交通运输、农业灌溉等。
教学活动：1. 引入话题：通过图片和视频展示风能利用的实例，引发学生对风能的兴趣。
2. 讲解风能的定义和特点，引导学生理解风能的重要性。
3. 介绍风能的利用方式和应用领域，让学生了解风能的实际应用。
4. 开展小组讨论：让学生探讨风能利用的优点和局限性，分享自己的看法。
章节二：风力发电原理教学目标：1. 让学生了解风力发电的基本原理。
2. 让学生掌握风力发电系统的组成和运行方式。
教学内容：1. 风力发电原理：利用风力驱动风力发电机，将风能转化为电能。
2. 风力发电系统的组成：风力发电机、传动系统、发电机、控制器等。
3. 风力发电机的类型：水平轴风力发电机、垂直轴风力发电机等。
4. 风力发电的运行方式：固定式、漂浮式、塔架式等。
教学活动：1. 引入话题：通过图片和视频展示风力发电的实例，引发学生对风力发电的兴趣。
2. 讲解风力发电原理，引导学生理解风力发电的基本概念。
3. 介绍风力发电系统的组成和运行方式，让学生了解风力发电的实际应用。
4. 开展小组讨论：让学生探讨风力发电的优点和局限性，分享自己的看法。
章节三：风力发电机的制造与安装教学目标：1. 让学生了解风力发电机的制造过程。
2. 让学生掌握风力发电机的安装方法和注意事项。
教学内容：1. 风力发电机的制造过程：材料选择、结构设计、零部件加工、组装等。
2. 风力发电机的安装方法：选址、塔架建设、发电机安装、传动系统连接等。
3. 风力发电机安装的注意事项：安全操作、防雷接地、维护保养等。
风能资源资料
风能资源
风能是一种无限无污染的可再生能源，具有广阔的开发利用前景。
风能资源是指风能源发布区域内的风能的总合，通常用风速和风功率密度等指标来描述。
全球各地存在着丰富的风能资源，其中一些地区尤其适合开发风能。
1. 风能资源的分布
风能资源具有地域性差异，主要受到地形、地表特征和气候等因素的影响。
根据不同地区的气候和地貌特点，风能资源的分布也不尽相同。
一般来说，高海拔、开阔平原、山脉和海岸线附近的地区拥有更为丰富的风能资源。
2. 风能资源的利用
利用风能资源可以通过建设风力发电机组来实现。
风力发电是将风能转换为电能的过程，通过风力发电机组将风能转变为机械能，再经由发电机转换成电能。
风力发电具有不污染、可再生等优点，因此在环保意识日益增强的今天受到了越来越广泛的关注。
3. 风能资源的开发现状
全球范围内，很多国家和地区都在积极开发利用风能资源。
欧洲各国、美国、中国等地都成为了风能发电的重要发展地区，通过不断创新技术、完善政策措施，逐步推动风能产业的发展。
4. 风能资源的前景展望
随着人们对清洁能源的需求不断增长，风能资源的开发利用前景广阔。
未来，风能发电技术将会不断提升，风能资源的利用效率将进一步提高，成为能源结构转型升级的重要推动力量。
总的来看，风能资源是一种绿色、清洁的可再生能源，具有巨大的发展潜力。
加强对风能资源的开发利用，推动风能产业的健康发展，对于实现可持续发展目标具有重要意义。
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。
风能资源(讲义)yzb
1、风的形成 1.1 地球上的风风——空气的流动现象。
气象学中指空气相对于地面的水平运动。
风是一个矢量，用风向和风速表示。
风向——指风的来向。
我国风向观测用十六个方位表示，实际测风报告中还常用0-360°范围内的数字表示风向。
风速——单位时间内空气移动的距离。
气象上对风速还作以下定义：（1）平均风速，相应于有限时段，通常指二分钟或十分钟的平均情况。
（2）瞬时风速，相应于无限小的时段。
（3）最大风速，指在给定的时间段或某个期间里面，平均风速中的最大值。
（4）极大风速，指在给定的时间段内，瞬时风速的最大值。
风速的法定单位和几种常用单位的换算。
1.1.1 地转风定义：自由大气中，气块作水平匀速直线运动时的风。
此时，水平气压梯度力与水平地转偏向力（科里奥利力）平衡下，空气所产生的水平运动。
在等高面上，地转风可写成：k P fV h g ⨯∇-=ρ1式中V g 为地转风，ρ是该高度空气的密度，P 是该高度的气压场分布，▽h P 即水平气压梯度，f 是科里奥科参数，f=2wsin Φ，其中W 与地球自转角速度，Φ为地理纬度，K 是垂直方向的单位向量。
地转风的方向与等压线平行，在北半球背风而立，高压在右，低压在左，南半球则相反。
地转风的大小与气压梯度成正比，但与空气密度和科里奥利参数成反比。
地转风关系揭示了风场与气压场之间最简单也是最基本的关系,在自由大气中实际风与地转风十分接近，因此在实际应用上都常把地转风作为实际风的近似。
1.1.2 梯度风定义：在无摩擦力时，在弯曲等压线型式下，水平气压梯度力、水平科里奥利力、离心力三者平衡时，空气的水平运动所形成的风。
风向与等压线相切，在北半球，人背风而立，低压在左，高压在右。
南半球相反。
即在北半球，由低气压系统形成的气旋性风总是反时针方向旋转的，由高压系统形成的反气旋风总是顺时针方向旋转的。
理论上说，梯度风应更接近于实际风，但在作实际计算时由于惯性离心力很小很难计算，因此往往误差很大，有时还不如地转风近似好，一般只在讨论热带气旋等系统时应用。
风能资源综述课件
农业
风能资源可用于驱动农 业机械，提高农业生产 效率。
02 风能发电技术
风能发电原理
01
风能发电是将风能转化为电能的过程，其原理基于风力 驱动风能发电机旋转，进而通过发电机内部的电磁感应 将机械能转化为电能。
02
风能发电的效率取决于风速、风能发电机的设计以及风 能发电机组的布局。
03
风能发电具有环保、可再生、可持续等优点，是未来能 源发展的重要方向之一。
风能资源利用方式
直接发电
利用风力驱动风力发电机 组，发电机组通过电磁感 应原理将机械能转化为电 能。
风力泵水
利用风力驱动水泵，将低 处的水抽到高处，用于灌 溉、供水等。
风力制热
利用风力驱动涡轮机，通 过热能转换器将机械能转 化为热能，用于供暖、烘 干等。
风能资源开发与利用的挑战与解决方案
风能资源的波动性
04 风能资源开发与利用
风能资源开发模式
01
02
03
集中式开发
在风能资源丰富的地区， 建设大型风电场，通过高 压输电线路将电能送至电 力需求大的地区。
分布式开发
在城市或乡村地区，建设 小型风电场，就近满足当 地电力需求，减少远距离 输电的损耗和成本。
海上风电开发
利用海洋丰富的风能资源 ，建设海上风电场，为沿 海地区提供可再生能源。
D
风能资通过长期的气象观测和数值模拟 ，评估了其风能资源的分布和可利用性，为欧洲的风能开发 提供了重要的决策依据。
中国风能资源评估
中国地域辽阔，风能资源丰富，通过气象学方法和数值模拟 方法，评估了其风能资源的分布和可利用性，为中国的风能 开发提供了重要的决策支持。
风能资源综述课件
目录
《风能的开发与利用》教案
《风能的开发与利用》--教案章节一：风能概述教学目标：1. 了解风能的定义和特点。
2. 掌握风能的利用历史和现状。
3. 理解风能作为一种可再生能源的重要性。
教学内容：1. 风能的定义和特点。
2. 风能的利用历史和现状。
3. 风能作为一种可再生能源的重要性。
教学活动：1. 引入话题：讨论风能的定义和特点。
2. 讲解：介绍风能的利用历史和现状。
3. 小组讨论：探讨风能作为一种可再生能源的重要性。
章节二：风能的测量与评估教学目标：1. 了解风能的测量方法和指标。
2. 掌握风能评估的基本原理。
3. 能够进行简单的风能评估计算。
教学内容：1. 风能的测量方法和指标。
2. 风能评估的基本原理。
3. 风能评估计算的方法。
教学活动：1. 讲解：介绍风能的测量方法和指标。
2. 演示：展示风能评估的基本原理。
3. 练习：进行简单的风能评估计算。
章节三：风能利用的技术与设备教学目标：1. 了解风能利用的主要技术和设备。
2. 掌握风力发电机的原理和构造。
3. 理解风能利用的现状和趋势。
教学内容：1. 风能利用的主要技术和设备。
2. 风力发电机的原理和构造。
3. 风能利用的现状和趋势。
教学活动：1. 讲解：介绍风能利用的主要技术和设备。
2. 实物展示：展示风力发电机的原理和构造。
3. 小组讨论：探讨风能利用的现状和趋势。
章节四：风能项目的规划与实施教学目标：1. 了解风能项目的基本流程和步骤。
2. 掌握风能项目规划的关键因素。
3. 能够进行风能项目的实施和评估。
教学内容：1. 风能项目的基本流程和步骤。
2. 风能项目规划的关键因素。
3. 风能项目的实施和评估方法。
教学活动：1. 讲解：介绍风能项目的基本流程和步骤。
2. 案例分析：分析风能项目规划的关键因素。
3. 小组讨论：探讨风能项目的实施和评估方法。
章节五：风能的利用与环境保护教学目标：1. 了解风能利用对环境的影响。
2. 掌握风能利用的环境保护措施。
3. 能够分析风能利用与环境保章节六：风能利用的经济与政策教学目标：1. 了解风能利用的经济效益。
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。
《风能理论知识》课件
风电的经济收益如何？了解风电对经济的贡献。
六、结语
风能利用的趋势
风能利用的发展趋势与展望。
发展前景与建议
风力发电的未来发展前景以及您在风能领域的建议。
风能利用的优势与局限性
风能利用具有哪些优势和局限性？了解 其利与弊。
三、风力发电系统
风力发电系统的概念
风力发电系统是什么？了解其基本概念。
风力发电系统的组成
风力发电系统包含哪些组成部分？深入了解其组成。
风能转换装置
风能是如何转换为电能的？了解主要的风能转换装置。
四、风能利用技术现状
1
世界范围内风电发电量统计
《风能理论知识》PPT课 件
风能理论知识的PPT课件将帮助您深入了解风力发电的基本原理、风力发电 系统的构成以及风能利用的优势与局限性。
一、引言
• 什么是风能 • 风能的分类
二、风能利用原理
1
风能利用的过程
2
风能是通过哪些步骤被有效利用的？探
索风能的利用流程。
3
风能转换成电能的基本原理
风能是如何被转换为电能的？了解其基 本原理。
全球风电发电量的统计数据，了解风能利用的现状。
2
风电成本分析与比较
对风电成本进行分析与比较，包括与其他能源形式的对比。
3
风能资源评估方法
风能资源如何进行评估？了解评估的方法与技术。
五、风电的社会经济效益
1 风电的环保效益
风电对环境的影响及其环保效益是怎样的？了解风电的环境意义。
2 风电的能源战略意义
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。
能源风能ppt课件
03
02
01
集中式发电是指通过大型风力发电机组产生的电力，经升压后通过高压输电线路送至远距离用户。
定义
集中式发电具有规模效应，能够实现大规模电力生产，降低单位电力的生产成本。
优势
适用于风能资源丰富、土地开阔的地区，如草原、沙漠等。
适用场景
03
抽水储能利用水力资源，通过高低水位之间的能量转换实现储能。
04
压缩空气储能利用空气压缩和释放，驱动发电机产生电能。
05
04
CHAPTER
风能发电的应用场景
分布式发电通常指在用户附近安装的小型发电机组，以满足特定区域内的电力需求。
定义
优势
适用场景
分布式发电能够降低对长距离输电线路的依赖，减少线路损耗，同时提高供电可靠性。
详细描述
总结词
全球风能资源丰富，主要集中在沿海地区、大湖泊及内陆高原地区。
详细描述
全球风能资源相当丰富，据估计，全球可利用的风能资源约有20亿千瓦，主要分布在沿海地区、大湖泊及内陆高原地区。这些地区由于地形、气候等因素，风力资源丰富，为风能开发提供了良好的条件。
02
CHAPTER
风能发电的优势与挑战
风能是一种可再生能源，利用风能发电可以减少对化石燃料的依赖，从而降低能源成本。
降低能源成本
风能产业的发展可以带动相关产业链的发展，如设备制造、安装、维护等，从而创造更多的就业机会。
创造就业机会
风能产业的发展可以促进经济增长，通过投资和消费的增加，带动经济的增长。
促进经济增长
提高能源安全
风能是一种分布广泛的能源，利用风能发电可以减少对单一能源来源的依赖，提高能源安全。
风能资源PPT课件
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7
最早商业化的风力发电机
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8
风能的利用
• 风力提水 • 风力发电 • 风帆助航 • 风力制热
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9
• 风力发电 1.水平轴风力发电机
2020/5/28
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10
• 2.垂直轴风力发电机
2020/5/28
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11
海上风能
• 随着风力发电的发展，陆地上的风机总 数已经趋于饱和，海上风力发电场将成为未 来发展的重点。海上发电是国际风力发电产 业发展的新领域，是“方向中的方向”。
……
2020/5/28
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15
未来前景
•
海上风力发电在未来30年内将会得到
大力发展，中国计划在距离海岸大约30英
里的地方大规模建造水上风力发电站，这
些发电站可能建在巨大的浮体上，也可能
深入水下120英尺建在大陆架上。
•
鉴于海面上风力通常比地面上大，因
此海上风力发电更具有发展前景。未来20
年内海上风力发电量将能够达到750亿瓦，
.
4
风能的历史
（1）风力提水、灌溉、磨面、舂米 （2）用风帆推动船舶前进。 （3）“乘风破浪会有时，直挂云帆济沧海” （4）宋代更是我国应用风车的全盛时代，当
时流行的垂直轴风车，一直沿用至今。
.
5
在国外： •公元前2世纪，古波斯人就利用垂直轴风车 碾米。 •10世纪伊斯兰人用风车提水， •11世纪风车在中东已获得广泛的应用。 •13世纪风车传至欧洲， •14世纪已成为欧洲不可缺少的原动机。
风能
因为风涡轮提取能量，空气减速，导致它对传播并且在风涡轮附近在某种程度上牵制它。德国物理学家，阿 尔伯特Betz， 1919年确定风涡轮可能提取至多将否则流经涡轮的横断面的59%能量。
来源
风能风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同， 产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。风能就是空气的动能，风能的大小决定于风速和空气的密度。全球 的风能约为2.74X109MW，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。空气流动 所形成的动能及为风能。风能是太阳能的一种转化形式。太阳的辐射造成地球表面受热不均，引起大气层中压力 分布不均，空气沿水平方向运动形风。风的形成乃是空气流动的结果。
能量分级
风之强弱程度，通常用风力等级来表示，而风力的等级，可由地面或海面物体被风吹动之情形加以估计之。 目前国际通用之风力估计，系以蒲福风级为标准。蒲福氏为英国海军上将，于 1805年首创风力分级标准。先仅 用于海上，后亦用于陆上，并屡经修订，乃成今日通用之风级。实际风速与蒲福风级之经验关系式为：
西班牙
位于西班牙东北方Aragon的La Muela，总面积为143.5平方公里。1980年起，新任市长看好充沛的东北风 资源而极力推动风力发电。近20年来，已陆续建造450座风机（额定容量为237MW），为地方带来丰富的利益。当 地政府并借此规划完善的市镇福利，吸引了许多人移居至此，短短5年内，居民已由4,000人增加到12,000人。La Muela已由不知名的荒野小镇变成众所皆知的观光休闲好去处。
风力发电教程PPT课件
W的升力元dL。 • 另一方面，dR还可分解为推力元dF和扭矩元dT，由几何关系可得：
dF＝dLcos + dDsin dT＝r(dLsin - dD cos )
• 由于可利用阻力系数CD和升力系数Cl 分别求得dD和dL: 2 dL = 1/2 CLW C dr 2 dD = 1/2 CD W C dr 故dF和dT可求。
• 安装角：桨叶剖面上的翼 弦线与旋转平面的夹角， 又称桨距角，记为。
• 半径r处叶片截面的几何桨距：在r处几何螺旋线的螺距。 可以从几个方面来理解：
—几何螺旋线的描述：半径r，螺旋升角。 —此处的螺旋升角为该半径处的安装角r。 —该几何螺旋线
与r处翼剖面 的弦线相切。 —桨距值： H=2r tg r
—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： 2 升力系数： CL=L / (1/2 V C) 2 阻力系数： CD=D / (1/2 V C) 22 气动力矩系数： CM=M / (1/2 V C )
—厚度分布：沿着翼弦方向的厚度变化。 • 弯度：翼型中弧线与翼弦间的距离。
—弯度分布：沿着翼弦方向的弯度变化。
2、作用在翼型上的气动力
重要概念：攻角 气流速度与翼弦间所夹的角度，记做，又称迎角。 M
V C
L
R
• 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。
—阻力与升力：R在风速方向的投影称为阻力，记为D；而在垂直于风速方向上的投影称 为升力，记为L。
第一章 风能资源概述
0.95~0.85 0.9~0.8
山背风坡
峡谷口或山口
1.10~1.20
1.30~1.40
• 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。当距离大于10倍物体 高度时，涡流可完全消失。 启示：在障碍物附近设置风力机或多排 设置风力机时的位置。
三、风能与风能密度
• 风能——风的动能。 • 计算一年中风能的大小，要考虑风速的 分布情况，而不能简单使用年平均风速。 • 年有效风能——起动风速到切出风速之 间的风能。 • 有效风能密度——年有效风能除以年有 效风速的持续时间。源自§1.1 风资源描述的基本理论
一、风向频率 • 任意点处的风向时刻都在改变，但在一定时间 内多次测量，可以得到每一种风向出现的频率。 • 风向频率的计算方法 ——选择观测的时间段，如月、季、年； ——记录每个风向出现的次数ni，及总观测次 数n； ——某风向的风向频率= ni/n ×100
二、风速频率
对于风力机的安置处，有两个重要的描述风 资源的参数：年平均风速和风速频率。 • 在计算风率时，通常把风速的间隔定为1m/s； • 风速在某一时间段平均，如10分钟； • 按风速的大小，落到哪个区间，哪个区间的累 加值加1。 • 把个区间出现的次数除以总次数即得风速频率。
风频（%）
12 11 10 9 8 7 6
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。
3风能工程(1)
风能资源的特点
风能资源的优点 可再生资源, 取之不尽, 用之不竭； 偏远地区、海滨、居民分散的无电或少电地区,
是反映风能资源的特性。它是各方位风向频 率的百分数与相应风向平均风速立方的乘积。 根据风能玫瑰图即可以看出哪个方向的风具有 能量的优势。
风玫瑰图
风玫瑰图
北
东 西
南
对风系的了解情况
为了测算可利用的区域性风能资源, 在过去的 10 年间, 许多国家都对风进行了深入的研究。 其中有的研究成果已经被编成风的图谱集, 例 如《美国风能资源图谱集》、《欧洲风力图集》 （欧共体国家）、《拉丁美洲和加勒比海地区 风力图集》（南美和中美）还出版了有关中国、 西班牙、秘鲁、埃及、约旦、索马里、非洲萨 赫勒地区诸国、埃塞俄比亚及独联体部分国家 等的风力地图集。总的来说已基本上有了一套 全世界的风力地图。
不同国家的风能利用潜力和目标
国别 中国
估计潜力 1600GW
目标 装机容量 100~200MW(2000 年)
丹麦 芬兰
11~16TWh/a
1000MW(2000 年) 2000MW(2000 年)
20~35 MW(2000 年) 800 MW(2010 年)
德国 希腊 印度
2.7GW(经济潜力) 6.4TW·h/a 20GW
意大利
250 MW(1995 年) 150 MW(2000 年)
300 MW(2000 年)
约旦
50 MW(2010 年)
不同国家的风能利用潜力和目标
国别 约旦 荷兰
估计潜力
挪威 西班牙
瑞典 英国
美国 独联体
14 TW·h/a
30 TW·h/a 45 TW·h/a（岸上） 230 TW·h/a（海上）
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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。
第一章 风能资源概述
•风向与风速 •风资源描述的基本理论
§1.1 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。
• 有效风能密度——年有效风能除以年有 效风速的持续时间。
二、风速频率
对于风力机的安置处，有两个重要的描述风 资源的参数：年平均风速和风速频率。 • 在计算风率时，通常把风速的间隔定为1m/s； • 风速在某一时间段平均，如10分钟； • 按风速的大小，落到哪个区间，哪个区间的累
加值加1。 • 把个区间出现的次数除以总次数即得风速频率。
风频（%）
12 11 10 9 8 7 6
启示：在障碍物附近设置风力机或多排 设置风力机时的位置。
§1.1 风资源描述的基本理论
一、风向频率
• 任意点处的风向时刻都在改变，但在一定时间
内多次测量，可以得到每一种风向出现的频率。
• 风向频率的计算方法 ——选择观测的时间段，如月、季、年； ——记录每个风向出现的次数ni，及总观测次 数n； ——某风向的风向频率= ni/n ×100
5 4
3 2 0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
• 风况曲线
20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
根据风况曲线通常可以看出： 1. 一年之中有多少时间低于起动风速而无
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)n V—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）。
• 地形地貌
不同地形与平坦地面的风速比值
不同地形
平坦地面的平均风速（3~5 m/s）
山涧盆地 山背风坡 山背风坡
0.95~0.85 0.9~0.8 1.10~1.20
峡谷口或山口
1.30~1.40
• 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。当距离大于10倍物体 高度时，涡流可完全消失。
• 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。
NNW NW
WNW
N NNE NE
ENE
W
E
WSW
ESE
SW
SE
SSW
法起动？ 2. 有多少小时可以达到额定出力？ 3. 取多大的切出风速较合适？
可见，风频特性和风况曲线是开发风能 的重要原始资料和依据。
三、风能与风能密度
• 风能——风的动能。
• 计算一年中风能的大小，要考虑风速的 分布情况，而不能简单使用年平均风速。
• 年有效风能——起动风速到切出风速之 间的风能。
SSE
S
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。