风能技术的发展和最新趋势
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风力发电技术发展趋势近年来,风力发电技术在全球范围内迅速发展。
随着对清洁能源的需求不断增加,人们对可再生能源的关注度也日益加深。
本文将探讨当前风力发电技术的发展趋势,并展望未来的前景。
一、趋势一:绝对容量的增加随着技术的成熟和投资的增加,风力发电场的容量不断扩大。
越来越多的国家和地区开始兴建百兆瓦级别的风力发电场,并且一些项目甚至达到了千兆瓦级别。
这种趋势的背后是对清洁能源的需求逐渐增加,同时也与技术的不断突破和成本的降低有关。
二、趋势二:新技术的应用为了提高风力发电的效率和可靠性,研究人员不断探索新的技术。
一种重要的技术是风力发电机组的增高。
通过增加风力发电机组的高度,可以获取更高速度的风能,从而提高发电效率。
此外,一些国家还在研究和应用悬挂式风力发电设备、垂直轴风力发电机组等新型技术,进一步扩大了风能利用的范围。
三、趋势三:智能化的发电系统随着数字技术的快速发展,智能化的风力发电系统也逐渐成为发展的趋势。
这种智能化系统可以实现对发电设备的远程监控和管理,优化发电效率和运行稳定性。
通过对大数据的分析和处理,可以准确判断发电机组的健康状况,并及时采取措施进行维护和修理。
智能化系统的应用将使风力发电更加可靠、高效,并且减少了对人工干预的需求。
四、趋势四:海上风力发电的兴起海上风力发电作为一种新兴的风能利用形式,具有巨大的潜力。
相比陆上风力发电,海上风力发电更能捕捉到持续稳定的强风资源,且占用土地面积较少,对海洋生态环境的影响相对较小。
随着技术的进步,海上风力发电场的建设成本也在逐渐降低,这将进一步推动海上风力发电的发展。
五、趋势五:综合利用风能在风力发电技术的发展过程中,综合利用风能的概念逐渐受到重视。
传统的风力发电只能利用风能转化为电能,而综合利用风能则包括了其他的利用方式,如风能供热、风能制氢等。
这种综合利用不仅可以提高能源的利用率,还可以解决风电波动性较大的问题,实现能源的多元化利用。
六、趋势六:国际合作加强由于风力发电技术的发展需要重大投资和高水平的技术支持,各国之间的合作变得尤为重要。
风能技术的发展现状与未来趋势分析概述:近年来,世界各国对清洁能源的需求不断增加,风能作为一种可再生能源备受关注。
本文将分析风能技术的发展现状以及未来趋势,并探讨其在能源转型中的地位和作用。
一、风能技术的发展现状1. 增长态势迅猛:近年来,全球各国对风能技术的投资不断增加,风电装机容量不断扩大。
特别是在欧洲和中国,风能发电已经成为重要的能源来源,电网接入能力和产业规模也不断提升。
2. 技术突破与创新:风力发电技术从传统的水平轴风力机逐渐发展到现代的垂直轴风力机和深海风电。
同时,各种新型风力发电机组投入使用,如直驱风机、齿轮箱减少型风机等。
3. 风电成本下降:随着技术的发展和规模的增大,风电的成本不断下降。
尤其是在风机制造、运维和电网接入方面的成本降低,使得风能发电逐渐具备竞争力。
二、风能技术的未来趋势1. 大规模风电开发:随着对清洁能源需求的增加以及技术的进步,未来将会有更多的大规模风电场建设。
同时,风电场的规模将会更大,并且在海上风电和远海风电的开发上会有更多突破。
2. 大数据和人工智能的应用:随着大数据和人工智能技术的发展,风能行业将会更好地应用这些技术。
比如,通过大数据分析风速、风向等数据,优化风机的布局和运行;通过人工智能算法,提高风电场的发电效率。
3. 高效风能转换技术:未来,风能转换技术将会更加高效,从而提高风能的利用率和发电效益。
例如,利用新型材料和结构设计,改进风机的气动性能;发展可调控和预测性强的风机,以适应变化多样的气象条件。
4. 能源储存技术的研发:风能的不稳定性是目前面临的一个难题,因此,能源储存技术的研发将成为未来风能行业的重要方向。
例如,利用电池储能、氢能储能等技术,将风能转化为可靠的电力供应。
5. 国际合作与政策支持:风能技术的发展需要国际合作和政策支持。
各国应加强合作,共享技术和经验,共同推动风能技术的发展。
此外,政府应出台相应的政策,提供资金支持和减税优惠,以推动风能行业的健康发展。
风能发电的市场前景与发展趋势近年来,随着可再生能源的重要性日益凸显,风能发电作为其中的重要组成部分,受到了全球各国的广泛关注。
本文将从市场前景和发展趋势两个方面探讨风能发电的未来发展。
一、市场前景风能发电作为一种绿色、清洁、可再生的能源形式,具有巨大的市场潜力。
随着世界各地环保意识的增强以及对传统能源的依赖逐渐减少,风能发电的市场前景日益广阔。
根据国际能源署的数据显示,到2030年,风能发电在全球能源供应中的占比将从目前的4%提高至18%,可见市场前景非常可观。
1.1国内市场前景作为全球最大的发展中国家,中国的风能发电市场潜力巨大。
根据中国可再生能源协会的数据,目前中国的风能利用率仅为8%,而发达国家平均达到30%以上,因此中国的风能发电市场还有很大的提升空间。
政府积极推动可再生能源发展的政策支持以及对风能发电设施的补贴政策,为风能发电市场提供了良好的发展环境。
1.2国际市场前景除了中国市场之外,国际市场对风能发电同样充满潜力。
欧洲在风能发电领域处于领先地位,尤其是德国、西班牙等国家。
随着欧盟对清洁能源的重视以及对化石燃料依赖的减少,未来欧洲风能发电市场将迎来更加广阔的发展前景。
此外,美国、印度、巴西等国家也在风能发电领域表现出强大的市场需求,进一步促进了全球风能发电市场的增长。
二、发展趋势2.1技术发展趋势随着科技的进步和技术的创新,风能发电技术也在不断发展。
首先,风力发电机组的规模越来越大,单机容量不断提高,从而提高了发电效率。
其次,风力发电机组的风场布局和风电场规模也在不断优化,以实现更高的风能捕获率。
此外,风能发电技术与储能技术的结合也成为未来的趋势,通过储能技术可以解决风能发电的不稳定性,提高风能发电系统的可靠性和稳定性。
2.2政策支持趋势政府的政策支持对风能发电的发展至关重要。
目前,全球各国纷纷出台了相关政策,以促进风能发电的发展。
其中包括对风能发电设施的补贴政策、上网电价优惠政策以及绿色证书制度等。
风能利用技术的发展趋势与研究进展随着气候变化和可持续发展的呼声越来越高,风能作为一种清洁、可再生的能源越来越受到关注和重视。
风能利用技术的发展趋势与研究进展不仅对能源领域具有重要意义,也关乎到人类可持续发展的未来。
近年来,风能利用技术取得了显著的进展。
以下是几个关键领域的发展趋势与研究进展:1. 风力发电机技术:风力发电机是风能利用的核心设备。
传统的水平轴风力发电机已经取得了长足的进步,但仍然存在一定的局限性,包括尺寸庞大、可靠性欠佳、噪音扰动等问题。
因此,垂直轴风力发电机被视为一种有潜力的技术,可克服传统风力发电机的一些缺点。
此外,新型风力发电机材料和制造工艺的研究也在不断推动发电机效率的提高。
2. 风能储存技术:风能的不稳定性一直是其利用的一大挑战,因为风速的波动导致风力发电机输出电力的波动。
因此,风能储存技术的发展至关重要。
目前,常用的风能储存技术包括抽水蓄能、氢气储存和风能压缩储能等。
此外,新型储能技术如热蓄能和电池储能也被广泛研究,以提高风能的可靠性和连续性。
3. 风能资源评估与预测:科学准确的风能资源评估和预测对风能利用至关重要。
风能资源评估利用测风塔、气象数据和复杂的数学模型来估算某一地区的风能潜力。
同时,风能预测借助上述数据和算法,为风力发电厂提供准确的风能预测。
近年来,基于大数据和人工智能的风能资源评估和预测技术发展迅速,为风能行业的稳定运行提供了有力的支持。
4. 风力发电场布局与优化:优化风力发电场的布局是提高风能利用效率的重要手段。
通过科学合理的布局,可以最大程度地利用风能资源,并降低发电机间的相互影响。
最新的研究表明,结合地形条件和复杂流体动力学模拟,可以实现风力发电场布局的优化。
此外,风能并网技术和智能电网技术也在风力发电场优化中发挥着重要作用。
5. 风能系统运维与监控:风力发电场的运维和监控对于保障设备安全和系统稳定运行至关重要。
利用传感器技术和远程监控系统,可以实时监测风力发电机的运行状况和性能表现,及时进行故障诊断和维护。
风能发电技术发展趋势与政策分析1. 引言随着人们对环境问题越来越关注,可再生能源的重要性日益凸显。
风能作为一种洁净、可再生的能源形式,近年来得到了广泛关注和发展。
本文将分析风能发电技术的发展趋势并探讨有关政策。
2. 利用风能发电的现状目前,全球范围内风能发电已经得到广泛应用。
风力发电装机容量快速增长,成为新能源领域的主要发展方向之一。
从技术角度来看,风能发电的设备和技术也在不断提高,效率逐渐增加。
3. 风能发电技术的发展趋势随着科技的进步,风能发电技术也在不断创新。
其中,一种关键趋势是提高风能发电的效率。
通过改进风轮设计、优化风力塔等措施,可以提高风能利用率。
此外,新材料的应用和智能化控制系统的引入也可以提高风能发电设备的性能。
4. 趋势一:大规模风力发电场的建设随着风能发电技术的进步,大规模风力发电场开始兴起。
从国际经验来看,大规模风力发电场具有更高的发电效率和稳定性。
由于大规模风力发电场需要大面积土地和较高的投资成本,政府在土地管理和资金补贴方面需要提供支持。
5. 趋势二:离岸风电的发展离岸风电是一种将风力涡轮机安装在近海的风力资源丰富区域的发电方式。
离岸风电具有风能资源更稳定、容量更大和更不受限的特点。
随着技术的进步和成本的下降,离岸风电有望成为未来风能发电的重要方式。
6. 政策支持与风能发电技术政府在风能发电技术发展中发挥着重要的支持作用。
不同国家的政府通过制定风能发电的政策和法规,为企业提供经济和税收方面的优惠。
此外,政府还可以在设备采购和投资方面给予补贴,促进风能发电技术的创新和应用。
7. 政策一:法律法规的制定政府通常通过制定相关法律和政策来规范风能发电行业。
这些法律法规旨在加强对风能发电项目的管理,包括土地使用、环境保护和设备标准等方面。
通过明确的法律法规,可以让企业和投资者更加清晰地了解风能发电行业的规范和标准。
8. 政策二:经济激励与补贴政策为了促进风能发电技术的发展,政府通常会推出各种经济激励和补贴政策。
风能技术的发展现状与未来趋势随着全球能源需求不断增长,寻找可持续、清洁的能源替代方案成为了人们的共同关注点。
在这方面,风能技术以其独特的优势逐渐崭露头角,并且在全球范围内得到了广泛应用和重视。
本文将从风能技术的发展现状和未来趋势两个方面进行讨论。
首先,我们来看风能技术的发展现状。
相比于传统的化石燃料发电方式,风能技术具有无污染、可再生、资源丰富等优势。
目前,全球风能装机容量已经达到数十万兆瓦,风能发电已经成为了一种重要的电力供应方式。
在中国,风能发电装机容量连续多年稳居世界第一。
此外,风能技术不仅应用于陆地,还在海上得到了广泛应用。
海上风电场成为了新的风能开发热点,其装机规模正在不断扩大。
其次,我们来探讨风能技术的未来趋势。
首先,技术升级将推动风能技术的发展。
随着技术的不断进步,风力发电设备将变得更加高效和可靠。
目前,正在研发中的超大功率风力发电机组具有更高的转化效率和更大的装机容量,能够更好地应对电网负荷需求。
同时,风能技术的智能化发展也将带来更高的可控性和可调度性。
其次,风能技术的应用领域也将不断扩展。
除了传统的陆地和海上风电场,风能技术已经开始应用于更广泛的领域。
例如,微型风力发电装置可以应用于一些偏远地区或者山区村庄,为当地提供可靠的电力供应。
此外,风能技术还可以与其他能源技术相结合,例如太阳能、水能等形成混合能源发电系统,提高能源利用效率。
最后,风能技术的可持续发展需要政策和市场的支持。
政府应该制定相关政策,鼓励和支持风能技术的研发和应用。
此外,风能市场的竞争也将推动技术的创新和发展。
通过市场机制的有效运作,风能技术的成本将进一步降低,促进其规模化应用。
综上所述,风能技术在全球范围内取得了显著进展,并且具有广阔的发展前景。
随着技术的不断升级和应用领域的不断扩展,风能技术将在未来扮演更为重要的角色。
政府和市场的支持成为风能技术可持续发展的关键。
相信在不久的将来,风能将成为全球能源领域的重要组成部分,为人类提供更加清洁、可持续的能源供应。
风能技术的发展现状与未来趋势近年来,随着全球能源危机的逐渐加剧和环境保护意识的日益增强,可再生能源作为替代传统能源的重要选择受到了广泛关注。
作为其中的一种,风能技术因其无污染、无排放以及取之不竭的优势,逐渐成为当今世界发展可再生能源的焦点之一。
本文将从现状和未来两个方面探讨风能技术的发展趋势。
首先,就风能技术的现状来看,目前全球风能装机规模呈逐年增长的态势。
根据国际能源署(IEA)的数据,2020年全球新增风电装机容量达到了93.4吉瓦,风电总装机容量超过了740吉瓦。
尤其是在中国、美国、德国等国家,风能技术已经进入了快速发展阶段。
中国是世界上最大的风能装机国家,其风电装机容量占全球总装机容量的一半以上。
美国和德国也是风能技术发展的领跑者之一,两国都积极推动风能项目的建设和研发。
其次,新技术的不断涌现也为风能技术的发展带来了新的机遇。
随着传统风力发电技术的成熟,如今出现了更加先进的大型风力发电机设计和制造技术。
比如,近年来涌现的直驱风力发电技术,相较于传统的齿轮箱式发电机具有更高的能效和更低的维护成本。
再如,风能储能技术的研究也取得了长足的进展,使得风电发电的不稳定性和间歇性得到了改善,进一步促进了风能技术的应用和推广。
然而,风能技术仍然面临一些挑战,如风力资源分布不均、土地占用和生态环境保护等问题。
为了解决这些问题,未来风能技术的发展将朝着多元化和智能化的方向发展。
一方面,随着技术的发展,风力资源开发的热点将逐渐从陆地转向海上。
海上风电具备风力资源稳定、可利用面积广阔等优势,被认为是未来风能发展的重要方向之一。
同时,风能与其他可再生能源如太阳能、地热能等进行混合利用,将进一步提高可再生能源的整体利用效率。
另一方面,智能化技术的应用将进一步提高风能系统的运行稳定性和能效。
通过利用物联网、大数据分析和人工智能等技术手段,风场的监测、运维和管理将更加高效和智能化。
同时,智能化技术也有助于解决风电对电网的调度和稳定性造成的挑战,提高风电的网侧接入能力。
风力发电的发展状况与发展趋势引言概述:风力发电作为一种可再生能源的代表,近年来得到了广泛的关注和应用。
本文将从风力发电的发展状况和发展趋势两个方面进行详细阐述。
一、发展状况1.1 风力发电的历史发展风力发电起源于古代,但真正的发展始于19世纪末。
20世纪70年代以来,随着能源危机的出现,风力发电逐渐成为了一种重要的能源替代方案。
1.2 风力发电的技术进步随着科技的进步,风力发电技术也得到了快速发展。
传统的风力发电机组逐渐被大型风力发电机组取代,发电效率和可靠性得到了显著提高。
此外,风力发电技术还包括风力资源评估、风机控制系统和电网接入技术等方面的创新。
1.3 风力发电的全球应用情况目前,风力发电已经成为全球最重要的可再生能源之一。
世界各地都在积极发展风力发电项目,特别是在欧洲、北美和亚洲等地区。
中国、美国和德国是全球风力发电装机容量最大的国家。
二、发展趋势2.1 风力发电的市场前景随着全球对可再生能源需求的不断增长,风力发电市场前景广阔。
政府对风力发电的支持政策和技术进步将进一步推动风力发电的发展。
2.2 风力发电技术的创新未来的风力发电技术将更加注重提高发电效率和可靠性。
例如,通过提高风力发电机组的装机容量和高度,以及改进风机叶片设计,可以进一步提高风力发电的效率。
2.3 风力发电的智能化应用随着智能化技术的发展,风力发电将更加智能化和自动化。
通过使用先进的监测和控制系统,可以实现对风力发电机组的远程监控和运维管理,提高发电效率和可靠性。
三、发展挑战3.1 风力发电的可持续性风力发电依赖于风能资源,而风能的可持续性是一个重要的问题。
需要更加精确的风力资源评估和合理的风力发电规划,以确保风力发电的可持续性。
3.2 风力发电的环境影响风力发电对环境的影响主要包括对鸟类和蝙蝠的生态影响以及对风力发电场周边地区的视觉和噪音影响。
需要采取有效的环境保护措施,平衡发展与环境保护之间的关系。
3.3 风力发电的经济可行性虽然风力发电在技术上已经取得了很大的突破,但其经济可行性仍然是一个挑战。
风能技术的发展和最新趋势M.R. Islam,S.Mekhilef,R.Saidur论文信息论文记录:2012年10月8号收到论文,2013年1月3日修订,2013年1月4日通过审核,2013年2月9号发表在网络上。
关键词:风能、鱼群概念、垂直轴风力发电机、能源存储系统、技术生命周期摘要在这篇论文中,随着现代风能技术的发展,风能技术的趋势和潜在的挑战经过深入研究。
据估计,在未来二三十年之间,垂直轴风力发电机(VAWT)可以支配的风能技术。
垂直轴风力发电机需要较少的土地空间,并使用相同的空间;相比于其他种类发电机它能获得更多的风能。
通过有效和成功地引入鱼群概念,能更多地促进风能技术的发展。
在过去的三四十年间,风力涡轮机的容量增长了大概30到40倍。
随着风力发电容量的增加,能量储存系统的需求一直在显著增加。
随着大量的能源储存系统,燃料电池和电池组是满足可再生能源系统的最有前途的两个设备。
风力发电技术是建立本身,但尚未完全成熟,因而存在其中的改进是必需的,以减少风能的成本的许多领域。
1.简介能源是支配我们生活和促进文明的不可分割的部分。
在大多数的情况下,现代世界的社会和经济的健康发展依赖于能源的可持续供应。
然而,人类文明和工业化的深入和无法控制的事态发展对环境和能源有极大的负面影响。
为了防止环境的恶化和自然资源的进一步枯竭,未来的技术必须包括可持续发展的原则和技术处理,产品和运营的标准执行。
根据国际能源署的能源技术角度(ETP)公布的估计,如果没有新技术带来的影响,到2050年,从能源部门排出的温室气体量将比2005年增长130%。
为了摆脱温室气体的排放,需要一场能源的革命,包括提高能源效率,可再生能源,核能和化石燃料为基础的脱碳发电。
ETP BLUE情景表明,风电将有助于必要的电力部门减少12%。
图1显示了各个能源部门减排的贡献值。
除了二氧化碳以外,如硫和氮的氧化物的排放,也可由风能技术减少。
像其他再生能源发电技术一样,风能在世界范围内广泛适应,并有利于减少对能源进口的依赖。
如今,目前在火力发电厂广泛使用淡水冷却,这在干旱地区导致严重问题。
与火力发电厂相比,风电场消耗非常低量的水。
淡水问题在有些国家变成了非常重要的问题,例如中国、印度、美国等等。
由于现代技术的发展,风电已经取得了显着的进步。
自1980年以来,先进的空气动力学,结构动力学和微气象学已经促成了生产能源的涡轮机的每年以5%增加。
随着涡轮机的能量输出的巨大增长,涡轮机和它所发出的噪音的比重在过去的数年减少了一半。
也可以通过用合适的风力发电机选择的风电场,采用大容量机和更快的基于计算机的机械加工技术,提高功率因数和更多的政府支持。
相对于其他可再生能源技术的应用,风力发电具有由于其技术成熟,良好的基础设施和相对有竞争力的成本等优势。
在多风的地方,风能已经能与传统化石燃料发电相竞争。
由于风能发电技术正在不断改进,专家预测,到2020年,风能将占据世界能源市场的5%。
先进的风力发电机组技术必须更高效,更强大,比目前的涡轮技术的成本更低。
在这篇论文中,主要的风电技术(风力发电机)的进展和趋势已经深入讨论。
鱼群概念的垂直轴风力发电机及其效益超过水平风力发电机已例证。
连同这一点,如能量存储系统这种非常有用的附属物也已经简要讨论。
虽然几部关于风力能源政策、发展、现状和技术,海上风电技术等的作品已经完成,但风能技术的进度和最新趋势还没完成。
可预计的是本研究将对风能领域的研究人员和专业人员非常有用。
风能12%CCS26% PV 太阳能7% CSP 太阳能7% 水电2% 先进燃煤8%地热3% 生物能8% 燃气12%and efficiency) 核能15%图-1 各电源领域在二氧化碳减排量的贡献2.全球风能鸟瞰从表1可以看出,全球风电装机容量238,351兆瓦,2011年比2005-2011期间总发电装机容量增加了近75%。
在排名前十的风能国家中,最大的发展中国家——中国2011年底的装机容量是62733兆瓦,比2005-2011年期间大约增长了98%。
接下来发展最快的国家是法国、加拿大、美国和英国,他们比2005-2011期间分别增长88%,87%,80%和90%。
但是从图2,可以发现,在1996年底,累计风电装机容量仅为6.1兆瓦,在2004年底的风电装机容量为47.6兆瓦。
根据2011年世界风能报告(图2),可以得出下面的全球风能总结:●2011年,全球风电装机容量达到238,351 MW,其中40,714兆瓦加2010至2011年,比2009年至2010年稍大。
●在2010年底,全球所有安装的风力涡轮发电机可以产生430亿千瓦时的电量,相当于全球电力消费的2.5%。
●中国在风能总装机容量上超过美国,并且以每年18928兆瓦的速度增长,占全球增长量的50%。
●德国保持其在欧洲的头号位置,其风能装机容量是27,215兆瓦,其次是西班牙,比德国少6539兆瓦。
●亚洲占新风机安装的最大份额,大约是54.6%,而欧洲停留则以27%左右的份额占据第2个位置。
●据世界风能协会估计,到2015年之前全球装机容量可达60万兆瓦,按此发展速度下去,到2020年可达到150万兆瓦的容量。
图-2全球风力发电累计容量(GW)3.风力涡轮机风力涡轮机主要分为水平轴型和垂直轴型,可以将风能转换成机械能。
虽然水平轴风力发电机(HAWT)是一种常见的类型,但是垂直轴风力发电机(VAWT)以其低成本、维修方便的优势在全球范围内被日益重视,尤其是直刃垂直轴风力发电机更是如此。
基于风能转换系统的工作原理,风能涡轮机可分为基于空气气动助力和气动扬力两种。
拖拽原理被应用于早期波斯VAWT轮毂,这种轮毂具有非常低的功率系数,CP值最大值大约是0.16。
但是,现代风力涡轮机的主要基于气动升力。
HAWT与VAWT的优缺点和比较在表-2中已给出。
3.1.现代风力发电机组技术和挑战由于风力发电机组技术在20世纪80年代初期的商业化,很多东西有极大的发展,但主流设计的架构已经变化不大。
现代的HAWT,风能由水平转子的装置提取,在上风塔上,装有可倾斜的三个叶片,可以以控制链接的轴的旋转速度。
在三叶片转子增殖,并且通常有一个单独的前轴承,连接到齿轮箱,可提供适用于最流行的四极或二极发电机的输出速度低速轴。
在HAWT中,轴被安装在一垂直轴,垂直于地面。
垂直轴风力发电机始终对准着风向。
图-3同时显示了现代化的水平轴风力机和垂直轴风力发电机。
然而,对于现代风电行业最大的挑战是设计高效的风力涡轮机利用风能,并把它转化为电能。
在过去的30年中,风力涡轮机的尺寸增加了100倍,而能源成本减少了超过5倍,而行业已经从一个理想主义的边缘活动转移到发电行业。
同时,工程基础和计算工具已经发展到足以匹配机器尺寸和体积的地步。
目前,这是风力涡轮机的非凡故事,但它远远没有结束行;许多技术挑战依然存在,甚至更加辉煌的成就将紧随其后。
一些风力涡轮机的重要特征将在下文中讨论。
图-3 水平轴和垂直轴风力发电机3.1.1.叶片数叶片的数量的确定涉及空气动力学效率,元件成本,系统的可靠性和美学等设计考虑。
20世纪80年代和90年代初,曾尝试将一个和两个叶片风力发电机组的设计商业化,但大多数现代风力涡轮机的有三个叶片。
单个叶片的设计是最有效的结构的转子叶片,因为它具有与所有已安装的叶片表面积在一个单一的梁的最大叶片部分的尺寸。
但是,用一个配重使其平衡的静态转子,为了其减轻负载,叶片铰链需要降低效率和复杂动力学。
气动效率随叶片的增加而增加,但是回报却减小,增加叶片数量从一个增加到两个产生的空气动力效率提高了6%,而两至三年的产量只增加3%的效率提高。
一片或两片叶片在商业市场消失的决定性因素是一个视觉冲击。
类似许多其他设计方面的考虑一样,在风力涡轮机叶片的数量是一种妥协。
三个叶片的设计提供一个良好的妥协,而不是过多的空气扰动以下叶片,能够从气流中手机合理量的能量并输送到发电机上盖的桅杆。
3.1.2.功率控制:间距与失速风力涡轮机设计的主要功能是产生尽可能便宜的电能。
因此,风力涡轮机的设计目的是要从风中提取的最大能量,并产生最大的输出功率。
但是,风力涡轮机的设计不考虑功率输出的强风,因为这样的大风是非常罕见的。
为了避免在强风对风力涡轮机的损坏,需要浪费风的一部分过剩能量。
因此,所有的风力涡轮机使用某种形式的功率控制。
现代风力发电机组主要运用用两种类型的电源的控制系统。
第一种是音调控制风力涡轮机,它的电子控制器可每秒钟检查涡轮机的功率输出数次。
当功率输出的涡轮机的太高时,控制系统发出的信号,启动片倾斜机制,立即打开转子略微出风。
相反,每当风力变低时,转子变回其原始位置。
第二种是失速型风力涡轮机,它需要调速和合适的转矩速度特性的固有的转子的空气动力学设计。
失速控制型风力涡轮机的转子叶片的几何形状被设计成确保该时刻的风速变得太高,它产生紊流在转子叶片被不面对强风的一侧。
失速防止作用在转子上的转子叶片的提升力。
这两个系统的主要特征示于表-3中。
3.1.3.自动转换开关和风力涡轮发电机尺寸的发展趋势风力发电的历史表明,风力发电机发生了从使用简单、轻便的空气阻力驱动设备到笨重、浪费材料的拖拽设备再到轻便、节省材料的气动升力装置的一般演变。
历史发展趋势已经显示在图-4。
在20世纪80年代,风力涡轮发电机的商业制造从丹麦技术起步。
风电机组大小从直径20米叶轮、20-60kw的装机容量已经增加至2兆瓦及以上。
风力涡轮机的改进一直持续在以从风中捕获尽可能多的能量这个意义上。
图-5显示了水平轴风力机尺寸的生长历史和为未来风力涡轮机的尺寸开启几个概念。
在过去的十年中,风力涡轮机的大小已显著增加。
2005年,最常见的风力发电机组的大小尺寸约为750千瓦,只有21.5%的新增装机容量的风力涡轮机是兆瓦级的。
从那时起,一些公司如东纺和金风科技已经生产出了兆瓦级风力发电机组,容量从600千瓦提高到1兆瓦或以上。
2010年,兆瓦级风力发电机组已占据大约86.8%的市场份额。
图-5 水平轴风力发电机尺寸增长4.风力发电机组技术及其影响的最新趋势在现代风力发电机组技术中,水平轴风力发电技术十分发达,目前在整个风力发电场所都存在。
另一方面,在目前的风力发电厂垂直轴风力发电机是非常罕见的,其大部分的设计研究是在70年代末和80年代初在能源桑迪亚国家实验室的美国能源部和在英国由阅读大学和罗伯特·麦卡尔平爵士和Sons有限公司进行。
但是,当发现HAWTs作为大型风力能源生产效率更高时,人们就失去了对VAWTs设计的兴趣,之后就VAWT一个很小的研究开始进行了。
VAWTs的技术发展显著落后于HAWTs,虽然VAWTs是空气动力学上比HAWTs 更有效。