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二、叶片
• 一个叶片大致分成四部分：叶根、厚翼型段、正常翼型段、叶尖段。 • 大型风力机几乎都采用强化玻璃钢（GRP）制成的。 • 叶片的外表面光滑且从叶根到叶尖呈扭曲状。 • 叶片的中间结构需要考虑叶片的强度、刚度、惯性、重量等因素。
1、叶片的载荷
• 风力发电机组（以下简称风力机）是一种能量转换装置——将风能转换为电能的。
二、风力发电机组的主要机型
• 按叶片与轮毂的联接方式分： —定桨距 （失速型）机组 —变桨距机组
• 按叶轮转速是否恒定分： —定速风力机
—变速风力机
•其它机型 —主动失速型 —无齿轮箱型 —海上机组
• 基本特征 —水平轴 —三叶片 —上风式 —双速发电机
3、风轮直径 D
• 风轮直径D 主要取决于两个因素： —风力机输出功率P —额定风速V r
• 计算公式的推导： —叶轮输出功率：P1=1/2 CpSVr3 =P/(12) 于是 ： P =1/2 CpVr3 12 D 2 /4 —直径D 的简化计算公式： D 2 =8P/( Cp 12 Vr3) 5P/ Vr3
• 讨论： —当a≧1/2时，V2≦0，因此a<1/2。 又V <V1且V >0 ，有1>a>0。 a的范围： ½ > a > 0
—由于叶轮吸收的功率为 P=P’= 1/2 SV (3V21_ V22)2 = 2 S V1 a( 1- a )
令dP/da=0，可得吸收功率最大时的入流因子。
解得：a=1和a=1/3。取a=1/3，得 3 注意到1C/P2pm=PSa/xV(11=3/12是6/远2S7V前1(31方)/2单S位V时1 间) 内气流的动能—功率，并定义风能利用系数Cp为：
• 机型的发展趋势 —定桨距 ——〉变桨距 —定速型 ——〉变速型 — Kw级 ——〉 MW级 — 有齿轮箱式 ——〉直接驱动式
风力发电基础知识介绍ppt课件
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叶片的表面必须足够的光滑以避免风经过其表面时速度降 下来。这就是为什么任何一处小的滑伤都要用玻璃纤维填 充。最后，叶片被放置在地上抛光，直到表面足够光滑。
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偏航 风机的控制系统总是保证叶轮处于对风的状态。
机舱顶部的风向标告诉控制系统风的方向，当风变 向时，机舱和叶轮的方向也随之改变。
这就是高速轴看起来很细的原因。 另一方面，高速轴转速很快， 达到了每分钟1500转
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机械刹车 一台风机有两套原理不同的刹车： 一套是叶尖刹车，另一套是机械 刹车。
机械刹车被安装在发电机与齿轮箱之间 的高速轴上，它仅仅被用在当叶尖刹车 失败需要紧急刹车时。当风机在停机检 修状态时，启动刹车装置以避免因风机 突然启动而产生的隐患。
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骑自行车爬上坡的 确要费一些功夫。 当女孩用最高档爬 坡时更困难。另一 方面，她没有必要 在到达坡顶前蹬的 那么快。
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变到第一档时，上 坡就容易多了，而 这时女孩就需要蹬 的快些了。
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这两个壳在另一个叶片生产厂浇铸。它们随后被组合 成叶片。工人们用塑料制品附在玻璃纤维上保护它， 制造叶片时精确度是很重要的。
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这两个外壳被放在一个模具中，然后封闭。 壳在烤炉中加热以便玻璃纤维变得足够硬。
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63
在外壳装配在一起之前，需要将大梁安装进去。 在大梁的上面你可以看见粘合层。
风力发电基础知识介绍
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在外壳装配在一起之前，需要将大梁安装进去。 在大梁的上面你可以看见粘合层。
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叶片的表面必须足够的光滑以避免风经过其表面时速度降 下来。这就是为什么任何一处小的滑伤都要用玻璃纤维填 充。最后，叶片被放置在地上抛光，直到表面足够光滑。
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偏航 风机的控制系统总是保证叶轮处于对风的状态。 机舱顶部的风向标告诉控制系统风的方向，当风变 向时，机舱和叶轮的方向也随之改变。 叶轮应该总是处于对风状态以便于吸收最大的 风能。
风机的每一个变化都被控制器监 控着，并做一定的处理。 控制器时时刻刻监视着风机应该 或不应该发生的情况。
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风速仪 风速仪时刻测量着风的速度并通知 风机控制器在风速足够时将风机偏 航到对风状态，并启动。
时刻监测风速是十分重要的，因为在风速 过大时会使风机毁坏。这就是为什么当风 速超过25m/s时，风机就会自动停下来。 而当风速降低时，风速仪会告诉控制器可 以开机启动了。
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控制器 风机控制柜里是 一台能控制风机 各个部件的计算 机，计算机使机 舱偏航对风，当 风速仪所测风速 达到某一定值时， 计算机发出命令 释放刹车，使叶 轮转动！
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风速仪 风速仪用来测量 风的速度，它随 时将风速信息传 到控制器中！
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风向标 风向标随风向摆 动，它告诉控制 系统风的方向， 计算机启动偏航 电机偏航使叶轮 对风
当机翼在空中移动时，通过曲线面的 气流速度要明显快于下表面的气流速 度，因此机翼下方的气压大于上方的 气压，由此形成的压力差将滑翔机升 起！
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你已经知道了低气压能够将物体升起。接下来我们来看看吸尘器， 吸尘器在工作时吸管中形成了一个低气压带，这个低压将灰尘和脏 物从地板上升起，吸入管中。如果把管口贴着你的皮肤，就会在你 的皮肤上留下一个红色的印记。
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a的范围： ½ > a > 0
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—由于叶轮吸收的功率为
P=P’= 1/2 SV (V21_ V22) 2 = 2 S V13a( 1- a )
令dP/da=0，可得吸收功率最大时的入流因子。
解得：a=1和a=1/3。取a=1/3，得
注意到1/P2maSx V=1136是/27远(前1/2方单SV位13时)间内气流的
—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。辑ppt
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二、贝兹理论
1. 贝兹理论中的假设
—叶轮是理想的； —气流在整个叶轮扫略面上是均匀的； —气流始终沿着叶轮轴线； —叶轮处在单元流管模型中，如图。 —流体连续性条件：S1V1 = SV = S2V2
考察翼型剖面气体流动的情况：
① 上翼面突出，流场横截面面积减小，空气流速大，
即V2>V1。而由伯努利方程，必使： P2 < P1，即静压 力减小。
② 下翼面平缓， 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。
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• 基本特征 —水平轴 —上风式
—三叶片 —双速发电机
• 机型的发展趋势 —定桨距 ——〉变桨距 —定速型 ——〉变速型 — Kw级 ——〉 MW级 — 有齿轮箱式 ——〉直接驱动式
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三、风力发电机组中的关键技术
• 机组的设计方法与技术 • 叶片的设计与制造技术
—气动设计 —结构设计 —制造工艺 • 机组控制技术 —功率控制技术 —载荷控制技术 —并网技术 —远程监控技术
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—由于叶轮吸收的功率为
P=P’= 1/2 SV (V21_ V22) 2 = 2 S V13a( 1- a )
令dP/da=0，可得吸收功率最大时的入流因子。
解得：a=1和a=1/3。取a=1/3，得
注意到1/P2maSx V=1136是/27远(前1/2方单SV位13时)间内气流的
—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。辑ppt
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二、贝兹理论
1. 贝兹理论中的假设
—叶轮是理想的； —气流在整个叶轮扫略面上是均匀的； —气流始终沿着叶轮轴线； —叶轮处在单元流管模型中，如图。 —流体连续性条件：S1V1 = SV = S2V2
考察翼型剖面气体流动的情况：
① 上翼面突出，流场横截面面积减小，空气流速大，
即V2>V1。而由伯努利方程，必使： P2 < P1，即静压 力减小。
② 下翼面平缓， 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。
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• 基本特征 —水平轴 —上风式
—三叶片 —双速发电机
• 机型的发展趋势 —定桨距 ——〉变桨距 —定速型 ——〉变速型 — Kw级 ——〉 MW级 — 有齿轮箱式 ——〉直接驱动式
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三、风力发电机组中的关键技术
• 机组的设计方法与技术 • 叶片的设计与制造技术
—气动设计 —结构设计 —制造工艺 • 机组控制技术 —功率控制技术 —载荷控制技术 —并网技术 —远程监控技术
《风力发电教程》课件
风力发电的发展历程与现状
发展历程
自20世纪70年代以来，随着能源危机和环境问题的日益严重，风能作为一种清洁、可再生的能源得 到了广泛关注。经过几十年的发展，风力发电技术不断成熟，已经成为全球范围内快速发展的可再生 能源产业。
现状
目前全球风力发电装机容量已经达到了数亿千瓦，中国、美国、欧洲等国家和地区都在大力发展风能 产业。随着技术的进步和规模化发展，风力发电成本不断降低，已经成为最具竞争力的可再生能源之 一。同时，各国政府也出台了一系列政策措施，鼓励和支持风能产业的发展。
风力发电在分布式能源系统中的应用案例
通过具体案例分析，如某个城市的分布式能源系统建设、某个工业园区的分布式 能源系统建设等，介绍风力发电在其中的应用模式、技术方案以及经济性分析。
海上风电的发展与实践
海上风电的发展现状与趋势
介绍全球海上风电的发展历程、现状以及未来发展趋势，阐述海上风电的优势和挑战。
适合大规模并网发电，单机容 量大，发电效率高。
小型风力发电机组
适合分布式发电和小规模应用 ，安装灵活，成本较低。
风力发电机组的工作流程
风能捕获
风轮叶片受到风力作用 ，旋转轮毂驱动齿轮箱
。
机械能转换
齿轮箱将低速旋转的机 械能转换为高速旋转的
机械能。
电能产生
高速旋转的机械能驱动 发电机转动，通过电磁
感应原理产生电能。
储能技术
储能技术分类
储能技术包括物理储能、 化学储能和电磁储能等， 在风力发电中常用的是化 学储能技术。
储能系统组成
化学储能系统主要包括电 池、充电和放电控制装置 等部分。
储能技术的应用
储能技术的应用能够解决 风能发电的间歇性问题， 提高电力系统的稳定性和 可靠性。
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由于两个屋子之间有温度差，风 就一直在吹。壁炉里的火加热了 空气。热空气流动到温度低的房 间的顶部，最终通过窗户释放到 外界。太阳不断地加热着地球， 壁炉就扮演着太阳的角色
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1)当太阳光照射到地球表面时，地 球被加热，而陆地和海洋的吸收热 量的速度是不同的，陆地吸收热的 速度比海洋快的多。
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机械刹车 当风机需要被维 修或例行维护时， 机械刹车将叶轮 锁定，使其停止 转动！
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高速轴 高速轴将来自
齿轮箱的能量传 递到发电机，此 时高速轴的转速 达到每分钟1500 转!
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它是如何工作的？ 机舱 叶轮 齿轮箱 发电机 塔架 风 建造地点 组装一台风机
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31பைடு நூலகம்
机舱
主轴 齿轮箱 高速轴 机械刹车 发电机 控制器 风速仪 风向标 偏航电机 偏航轴承 冷却系统 叶轮
全由空气组成。接近地球表面有大量的空气，而8－ 10公里以外空气却很稀薄，
2) 风的形成主要有两个原因： 地球总是绕着自己的中心轴旋转。当地球转动时，对 流层静止不动，这样你的脑海里可能就会有风形成的 概念了。而事实上在地表数百米的空气层是跟着地球 旋转的。因此如果所有空气（包括地表附近）完全静 止，那么风就不能形成了。
Gearing 齿轮装置
Speed & Torque 速度与扭矩
Coupling 联轴器
Electric Generator 发电机
Output Power
输出功率
Speed 速度
Controller 控制器
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装配一台风机 一台风机是由许多部分组成的？
塔架 机舱 变压器 叶轮 基础
风力发电技术基础教程共90页
风力发电技术基础教程
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
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