小型达里厄垂直轴风力发电机技术发展中的一些伪科学问题
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新能源行业中的风力发电技术使用中常见问题风力发电是目前广泛应用于新能源行业的一种重要技术。
它利用风能转化为电能,不仅可以减少对传统化石燃料的依赖,还能有效降低温室气体的排放。
然而,在风力发电技术的实际应用中,仍然存在一些常见问题。
下面将就这些问题展开讨论。
第一个常见问题是适宜场址选择。
风力发电需要充足的风能资源才能有效发电。
因此,在选择风电场址时,需要考虑风速、风向等因素。
然而,在实际操作中,有时难以准确预测风力资源的分布情况。
因此,为了确保风力发电项目的可行性,必须进行详尽的场址调研和规划工作,以寻找最佳的风电场址。
第二个常见问题是噪音和对飞禽的影响。
风力发电机组在运行时会产生一定的噪音,这可能会对周围居民造成困扰。
此外,发电机组的旋转叶片也可能对飞禽造成伤害。
为了解决这些问题,可以采取一些措施。
例如,在设计和安装风力发电机组时,可以选择低噪音的设计方案,使用减少噪音的材料。
同时,合理规划和设置风电场的布局,以减少对飞禽的影响。
第三个常见问题是输电和储能。
风力发电往往会分布在偏远地区,而需求却通常存在于城市和工业区域。
因此,输电成为一个重要的问题。
长距离输电可能会导致输电损耗和能源浪费。
此外,风力发电的波动性也使得储能成为一个挑战。
为了解决这些问题,可以采取多种方法。
例如,建设高效的输电线路,利用大规模储能技术,如电池储能、抽水蓄能等,来平衡电网的供需关系。
第四个常见问题是运维和维护。
风力发电机组的长时间运行会导致各种机械故障和设备老化。
为了确保风力发电机组的正常运行,需要进行定期的检修和维护工作。
此外,由于风力发电机组通常位于海上或高山等恶劣环境中,运输和维修也会产生很大的困难。
为了解决这些问题,可以采用远程监控和维修技术,利用无人机等自动化设备进行风电运维。
第五个常见问题是环境影响评估。
尽管风力发电是一种清洁能源,但它的建设和运营仍然会对环境产生一定的影响。
如施工过程中的土壤破坏、大型机械设备的噪音和震动等。
风力发电技术发展现状及关键问题探索风力发电技术是一种利用风能转化为电能的可再生能源技术,随着全球能源需求的增加和环境保护意识的提高,风力发电技术的发展逐渐受到人们的关注。
本文将从风力发电技术的发展现状和存在的关键问题两个方面进行探索。
一、风力发电技术发展现状风力发电技术是目前最为成熟的可再生能源技术之一,其特点是无排放、可再生、资源广泛分布等,因此备受重视。
根据国际可再生能源机构的统计数据显示,截至目前为止,世界上已经安装了多达500多GW的风力发电容量,其中中国占据了近30%的市场份额,成为世界上最大的风力发电装机国。
欧洲国家也是风力发电的重要市场,德国、西班牙、英国等国家都在风力发电领域取得了显著成就。
从技术上看,风力发电技术的发展主要表现在以下几个方面:1. 风力发电机组的提升效率。
随着技术的不断进步,风力发电机组的转换效率和发电量不断提高。
现在, 高效率的风力发电机组已经成为风电场的主流。
2. 风力发电的商业化。
随着技术的不断进步和成本的不断降低,风力发电已经逐渐实现商业化运营。
企业通过市场竞争,降低发电成本,提高效益。
3. 风力发电规模化。
风电场规模越来越大,单台风力发电机组的容量也在不断增加。
这种规模化的发展是风力发电技术成本降低的重要原因之一。
4. 风力发电技术在智能化方面的不断应用。
通过智能化技术的应用,风力发电可以更加高效、安全地运营,也可以更好地和其他能源技术进行协同。
二、风力发电技术存在的关键问题尽管风力发电技术取得了长足的发展,但在实际应用中还存在着一些关键的问题亟待解决。
1. 风电资源的离散性和不稳定性。
风力发电依赖风能资源,而风能资源的分布不均匀和季节性、时段性不稳定性是风力发电的一大挑战。
如何提高风力发电的可预测性和稳定性是当前研究的热点问题。
2. 风力发电的环保问题。
尽管风力发电是一种清洁能源,但其建设和运营过程中也会带来一定的环境影响,比如对鸟类的威胁、景观的破坏等问题。
风力发电技术的问题及发展探究发表时间:2019-12-27T10:38:51.550Z 来源:《工程管理前沿》2019年23期作者:许鑫[导读] 随着我国经济社会的不断发展,对电力的需求不断增加。
摘要:随着我国经济社会的不断发展,对电力的需求不断增加。
但在环保意识不断增强、低碳经济逐渐成为热点的今天,以火力发电为主的发电方式已经逐渐不适应这方面的需求。
而在各种新能源中,风力发电作为可持续、绿色环保的发电方式,正逐步成为传统能源发电的替代之一。
为此,本文对风力发电技术的问题及发展展开探究,对更好地促进我国风力发电的健康发展提出了一些建议。
关键词:风力发电技术;问题;发展策略一、风力发电技术所存在的问题1.风能能源的评估不完善对于风能资源进行评估并以此制定风力发电的规划是我国风力发电进行管理的基础。
目前我国的相关机构在开展的风力能源评估还处于有点完善的状态,距离世界上的发达国家还存在明显的差距,因此,开展对于风力发电的相关资料整理以及重新进行调查评估是非常有必要的,相关部门应该更加严格的对我国沿海地区和内陆地区的风力分别进行检测和评估,同时还需要不断对我国现有的风力发电场所产能进行更科学合理的长远规划。
2.发电机组安全性能不足虽然国家和企业开始高度重视风力发电技术,但是在安全性能方面没有过多关注,无法保证发电机组的安全性与稳定性,甚至部分设备存在安全隐患。
发电机组是风力发电系统重要组成部分,机组运行效率与安全稳定性直接关系到系统的运行效率。
国家与电力企业对风力发电技术推广不到位,部分地区没有科学进行技术改革,导致发电机组缺乏安全性,经常出现机组事故,给风力发电系统带来不良影响,降低系统安全性与稳定性,不利于新能源产业的可持续发展。
3.风力产业结构不均衡虽然我国的风力发电技术已经取得了一定的成果,特别是在某些领域,如单机容量上取得了较大的突破,但从整体来看,我国风力产业结构仍然呈现出不科学完善的状态。
风力发电存在的问题与发展策略摘要:为保证环境的可持续发展,保证健康良好的生态环境,清洁能源的使用十分重要。
虽然我国的风力发电行业已经在大力发展的过程中,但仍然存在着一定的问题,影响着风力发电行业的发展,如何有效的解决问题保证风力发电行业未来的发展已经成为了现阶段最主要的问题。
关键词:风力发电;问题;发展策略引言近些年,风力发电、水力发电、清洁能源等词汇已经成为了我国的热点话题。
随着使用电器数量的逐渐增加,我国的用电量也直线上升。
传统的火力发电是利用煤炭的燃烧进行发电,不仅浪费大量的资源,发电会产生大量的废气,对生态环境造成较大的污染。
为了有效的保护生态环境,并满足日益增长的用电量需求,发展风力发电已经成为了必然需求。
1风力发电机概述风力发电机主要从以下方面进行分析:风力发电机的运行原理就是将风能转化为机械能,然后机械能会带动风力发电机的转子旋转,从而得到电能。
风力发电机类型有很多,可以分为异步型、同步型、水平轴型以及垂直型四个类型。
2风力发电的问题概述首先是风力能源的评估标准需要进一步精确。
在对于风力发电基站建立之前,都要先对地区的风力资源进行评估,以此来决定该区域是否为风力发电基站的位置所在。
我国现在的电力消耗巨大,风力发电作为几项再生能源发电项目之一越来越受到国家的关注,但是国内利用风力发电的时间还不够长久,相关的部门在对于风力资源水平评估的时候没有具体的标准,在制度方面还有很多需要完善,相对于其他风力发电成熟的国家还有些差距。
其次是我国的电网设施与风力发电系统的矛盾。
风力发电最核心的任务就是将电力顺利的应用到生活当中,这就需要国家的电网设施与电力系统的对接进行电力的输出。
现在的国家电网系统相对于风力发电系统已经是很成熟的系统,而风力发电才是在初始阶段,这种系统的差异化会导致电力传输的不稳定性和危险性。
在这种问题上就需要双方部门在技术和系统方面进行调整完善,才能促进双方的共同发展和电力的传输,减少电力的消耗,国家电网为风力发电提供发展空间,风力发电为国家电网提供大量资源。
浅议风力发电技术现状及存在问题风力发电技术是目前世界上较为成熟和广泛应用的清洁能源技术之一,通过将风能转化为电能,可以有效减少对化石燃料的依赖,并减少大气污染和温室气体的排放。
尽管风力发电技术已经取得了很大进展,但仍然存在一些问题和挑战。
风力发电依赖自然风资源,因此其发电能力与风速和风力的变化密切相关。
风力发电机组需要在一定的风速范围内才能正常运转,而且过高或过低的风速都会影响发电效率。
这使得风力发电的可靠性和稳定性较差,难以完全替代传统的能源形式。
风力发电技术需要大规模安装风力发电机组才能获得较高的发电量,因此需要占用大量的土地面积。
这对于土地资源紧张的地区来说可能是一个问题。
风力发电机组的安装还会对生态环境产生一定的影响,需要在建设过程中考虑对当地生态系统的影响,并采取相应的措施进行保护。
风力发电技术在输电方面也存在一些挑战。
由于风力发电机组通常分布在离城市较远的地区,需要进行长距离的电力输送。
我国的电网输电能力尚不完善,输电损耗较大,限制了风力发电的进一步发展。
风力发电技术还需要解决与电网的稳定性和可靠性的匹配问题,以确保风力发电的安全并网。
还有一个关键问题是风力发电的经济性。
尽管风力发电技术的成本已经大幅下降,但与传统能源形式相比仍然存在一定差距。
风力发电需要较大的投资,并且需要长时间才能收回成本。
这导致部分地区可能无法承担风力发电项目的投资和运营成本。
风力发电技术的发展还受到政策支持和市场机制的影响,政策的不稳定性和市场竞争的不确定性都可能对风力发电的发展和运营造成影响。
虽然风力发电技术在清洁能源领域取得了很大的进展,但仍然面临一些挑战和问题。
我们需要进一步推动风力发电技术的研发和创新,提高其可靠性和经济性,并加强与电网的协调和配合,以推动风力发电技术的广泛应用与发展。
垂直轴风力发电机增加概述及概述图片垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风,在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势,它不仅使结构设计简化,而且也减少了风轮对风时的陀螺力。
目录垂直轴风力发电机的分类垂直轴风力发电机发展风力发电设备行业的发展新型垂直轴风力发电机(H型)一、技术原理二、功率特性三、结构附:现有垂直轴风力发电电源比较:垂直轴风力发电机的特点现状垂直轴风力发电机的分类垂直轴风力发电机发展风力发电设备行业的发展新型垂直轴风力发电机(H型)一、技术原理二、功率特性三、结构附:现有垂直轴风力发电电源比较:垂直轴风力发电机的特点现状展开编辑本段垂直轴风力发电机的分类尽管风力发电机多种多样,但归纳起来可分为两类:①水平轴风力发电机,风轮的旋转轴与风向平行;②垂直轴风力发电机,风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。
利用阻力旋转的垂直轴风力发电机有几种类型,其中有利用平板和被子做成的风轮,这是一种纯阻力装置;S型风车,具有部分升力,但主要还是阻力装置。
这些装置有较大的启动力矩,但尖速比低,在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下,提供的功率输出低。
达里厄式风轮是法国G.J.M达里厄于19世纪30年代发明的。
在20世纪70年代,加拿大国家科学研究院对此进行了大量的研究,现在是水平轴风力发电机的主要竞争者。
达里厄式风轮是一种升力装置,弯曲叶片的剖面是翼型,它的启动力矩低,但尖速比可以很高,对于给定的风轮重量和成本,有较高的功率输出。
现在有多种达里厄式风力发电机,如Φ型,Δ型,Y型和H型等。
这些风轮可以设计成单叶片,双叶片,三叶片或者多叶片。
其他形式的垂直轴风力发电机有马格努斯效应风轮,他由自旋的圆柱体组成,当它在气流中工作时,产生的移动力是由于马格努斯效应引起的,其大小与风速成正比。
有的垂直轴风轮使用管道或者漩涡发生器塔,通过套管或者扩压器使水平气流变成垂直气流,以增加速度,偶写还利用太阳能或者燃烧某种燃料,是水平气流变成垂直方向的气流。
垂直轴风力发电机的设计与优化研究近年来,随着可再生能源的逐渐受到重视,风力发电作为一种绿色清洁能源备受关注。
而垂直轴风力发电机作为一种相对较新的发电技术,具有许多优势,如在低风速下也能有效发电、无需追风、兼容性强等,逐渐成为业界的研究热点。
本文将对垂直轴风力发电机的设计与优化进行探讨。
首先,垂直轴风力发电机在设计之初需要考虑到气动性能的优化。
通常,垂直轴风力发电机通过改变桨叶形状、倾斜角度、桨叶数量等方式来提高气动效率。
以桨叶形状为例,传统的垂直轴风力发电机多采用直线型桨叶,但这种设计存在许多缺陷,如气动噪声大、振动频率高等。
近年来,研究人员开始使用翼型桨叶来优化垂直轴风力发电机的气动性能。
通过将翼型桨叶的原理应用于垂直轴风力发电机的设计中,能够减小气动噪声、提高发电效率,使得垂直轴风力发电机在实际运行中更加稳定可靠。
其次,在垂直轴风力发电机的设计过程中,还需要考虑到机械系统的优化。
机械部分是垂直轴风力发电机的核心组成部分之一,对其设计与优化有着重要的影响。
在传统的垂直轴风力发电机设计中,结构复杂、运行不稳定往往是其中的一些问题。
为解决这些问题,研究人员在传动系统、轴承系统以及主机结构等方面进行了优化。
例如,采用磁悬浮技术来替代传统的机械轴承,可以有效减小摩擦损失,提高发电机的效率。
而在主机结构方面,采用碳纤维复合材料可以减轻重量,提高刚度,降低振动噪声,使得垂直轴风力发电机更加适应各种复杂的气候环境。
此外,智能化控制系统的设计也是垂直轴风力发电机优化研究中不可忽视的一部分。
传统的风力发电机控制方式较为简单,主要通过调节负载大小来实现功率输出的控制。
然而,这种方式无法满足对垂直轴风力发电机的精确控制要求。
因此,研究人员开始将智能化控制技术运用于垂直轴风力发电机中。
通过智能化控制系统的应用,可以实现对风速、风向、桨叶角度等参数的实时监测和调节,从而提高垂直轴风力发电机的发电效率和稳定性。
此外,通过数据分析和预测,还可以对发电机进行故障诊断和可靠性评估,从而保证垂直轴风力发电机的长期稳定运行。
⼩型垂直轴风⼒发电机设计⼩型垂直轴风⼒发电系统设计[摘要]本⽂介绍了⼀种⼩型垂直轴风⼒发电系统的设计⽅案,本系统主要⾯向沿海⾼层建筑或边远地区⽤户。
经过查阅⼤量⽂献资料结合必要的理论计算,系统采⽤四⽚NACA0012型叶⽚构成H型达⾥厄风⼒机,利⽤永磁直驱同步发电机将机械能转化为电能,经过电⼒电⼦电路对蓄电池进⾏充电。
⽂中对主要⽀撑件和传动件进⾏了必要的结构校核,对所⽤的两个⾓接触球轴承进⾏了使⽤寿命校核。
最后以垂直轴风轮和永磁直驱发电机为主要对象,⽤solidworks软件建⽴三维模型,设计风⼒发电系统主要零部件,并简要介绍其控制电路、选择蓄电池型号。
[关键字] 垂直轴风⼒发电机达⾥厄 NACA0012翼型Design of the Vertical Axis Wind Turbine[Abstract]This is a design of a kind of vertical axis wind turbine which was used in removed rural area or highrise in seaside city based on related theories. By consulting reference sources and necessary mathematical operation,four NACA0012 air-foil blades were used as the compoments of the H-type Darrieus. The lead-acid bettery was charged by the electrical energy which was generated by a permanent magnet synchronous motor with the operation of power electronic circuits. In this article,some constructures such as the main suppoting parts and the angular contact ball bearings were vertified on the intensity and life. By using of the solidworks2006 software,every important part has a 3D model. We also design a control circuit and bettery breifly.[Keywords] Vertical axis Wind turbine Darrieus NACA0012 air-foil⽬录第⼀章绪论 (1)1.1 国内外风⼒发电的发展现状及其趋势 (1)1.2 ⼩型垂直轴风⼒发电机发展概况 (3)第⼆章风⼒发电基本原理 (4)2.1 风特性 (4)2.1.1 风能量 (4)2.1.2 湍流特性 (5)2.2 风⼒发电系统结构框架 (5)第三章⼩型垂直轴风⼒发电的总体设计 (6)3.1 风⼒机的种类及选择 (6)3.2 垂直轴风⼒机空⽓动⼒学 (8)3.2.1 风能利⽤率 (9)3.2.2 Cp-λ功率特性曲线 (10)3.2.3 贝茨极限 (10)3.2.4 叶尖速⽐ (11)3.2.5 风⼒机的功率及扭矩计算 (11)3.3 叶⽚选型 (12)3.3.1 叶⽚实度 (13)3.3.2 叶⽚形状及材料 (14)第四章电⽓设备及传动设计 (16)4.1 基本原理 (16)4.1.1 法拉第电磁感应原理 (16)4.1.2 相位⾓及功率因数 (16)4.2 转化装置 (17)4.2.1 直驱式永磁同步发电机 (17)4.2.2 电⽓系统电路设计 (17)4.3 传动系统结构设计及计算 (18)4.3.1 传动轴的设计 (18)4.3.2 轴承的计算及选型 (20)第五章刹车装置及其他部件设计 (25)5.1 刹车装置 (25)5.1.1 刹车装置原理 (25)5.1.2 刹车结构受⼒计算 (27)5.2 塔架的设计 (28)5.2.1 ⽀撑件受⼒分析 (28)5.2.2 拉索的受⼒计算 (30)5.3 蓄电池和选型 (31)5.3.1 蓄电池的种类及⼯作基本原理 (31)5.3.2 蓄电池选型 (32)5.4 箱体的设计 (32)5.4.1 箱体的外形设计 (32)5.4.2 箱体的防锈与密封 (33)结论 (34)致谢语 (35)参考⽂献 (36)附录 (37)引⾔当前⽕⼒发电仍然是主要的发电⽅式,其⾼污染⾼能耗正⼀步步吞噬着地球脆弱的⽣态环境,地球急需⼀种环保⾼效的可再⽣能源来替代⽕⼒发电。
浅议风力发电技术现状及存在问题
风力发电技术的可持续发展受限于资源条件和地理环境。
风力发电需要有适宜的地理
条件,如有稳定的风速和大面积的开阔场地。
在某些地区,风力资源匮乏,无法满足风力
发电的需求。
风力发电技术的风机造型和性能还有待改进。
目前,市场上主要使用的是水平轴风力
发电机组。
这种风机在低风速和高风速条件下效率较低。
风机的噪音和对鸟类的影响也需
要重视和解决。
风力发电技术的建设和运维成本较高。
尽管风力发电机组的价格在过去几年中有所降低,但由于需要大规模的土地和设施投资,以及维护和修复成本,风力发电项目的总成本
仍比传统能源项目高,这也导致了风力发电技术的发展速度有限。
风力发电技术还存在与电网的集成问题。
由于风力发电的波动性和不可控性,与电网
的接入存在困难。
如果风速突然增大或减小,电网可能无法及时调整供电和接纳风电。
风
力发电技术需要进一步发展与电网系统的协调能力。
风力发电技术在环境保护方面也存在一些问题。
尽管是清洁能源,但风力发电机组的
制造过程和废弃物处理可能对环境造成一定的影响。
大规模的风力发电项目也可能对当地
生态系统和野生动植物产生负面影响。
风力发电技术虽然在全球范围内已经取得了一定的成就,但仍然面临一些问题和挑战。
只有继续推动技术创新和发展,并与其他清洁能源技术相结合,才能进一步提高风力发电
技术的效率和可持续性,实现清洁能源的大规模利用。
浅议风力发电技术现状及存在问题摘要:风力发电技术不仅有高效便利的优点,还在很大程度上缓解了能源的短缺和全球变暖的问题,因此,研究风力发电技术的发展及关键问题具有十分深刻的现实意义。
本文浅议风力发电技术现状及存在问题。
关键词:风力发电;现状;问题分析引言风能由太阳能转化,风能占太阳辐射至地球能量的2%。
由风车磨坊到风力发电,风能使用的变化,体现着科学的发展。
风能是清洁能源,风力发电是运用风能最高效的措施。
地球上水流的能量比风能少,各类固体液体燃料之和也不如风能多。
在利用新能源的过程中,风能依靠着建造速度快,环境条件少,使用效率高等优势受到全球各地的重视。
1我国风力发电技术的发展现状1.1风力发电企业数量不断增多、规模不断扩大风力发电是能源公司主要发展的项目,经过多年的发展取得了较大的成绩。
目前,由于国家的大力推广以及人们对清洁能源的正确认识,风力发电已经在整个发电业占据了越来越大的比重,越来越多的风力发电企业出现,并且规模也在不断扩大。
1.2风力发电技术的单机容量不断增多机组单机容量影响风能的利用效率和单位生产成本,如果将机组的单机容量提高,不仅有助于提高风能利用率而且有助于单位投资成本的降低,增加电场的规模效应,节约风电用地。
随着我国对风力发电技术研究不断深入,风力发电技术也获得了突飞猛进的成果,单机的容量不断增多,这是我国风力发电技术发展的良好势头。
1.3风力发电技术不断趋向稳定化由于风力发电技术本身具有的稳定性高的优点,加之我国对技术的高度重视,使得风力发电技术在我国不断地趋向稳定化,尤其是海风发电,因海风具有强大的速度、较小的干扰性以及平稳性,使风力发电技术的稳定性更加明显。
1.4风力发电技术不断趋向商业化伴随这风力发电技术在我国的发展趋势越来越好,并且给我国企业带来了良好的经济效益,越来越多的人瞄向了风力发电技术,他们将风力发电技术作为盈利的一种手段,使风力发电技术不断地趋向商业化,这也促进了风力发电技术在我国的发展。
垂直轴风力发电机研究报告(二)引言概述:本文是关于垂直轴风力发电机的研究报告的第二部分。
通过对垂直轴风力发电机的深入研究,我们探讨了该技术在可再生能源领域的应用前景。
本报告将分为五个大点来详细介绍垂直轴风力发电机的工作原理、设计优势、市场潜力、环境影响以及未来发展方向。
I. 垂直轴风力发电机的工作原理1. 简要介绍垂直轴风力发电机的结构和组成部件2. 解释垂直轴风力发电机的工作原理和能量转换机制3. 讨论垂直轴风力发电机与传统水平轴风力发电机之间的不同之处II. 垂直轴风力发电机的设计优势1. 分析垂直轴风力发电机的优越空气动力学特性2. 探讨垂直轴风力发电机在复杂气候条件下的性能表现3. 讨论垂直轴风力发电机的设计灵活性和适应性III. 垂直轴风力发电机的市场潜力1. 评估垂直轴风力发电机在不同地理条件下的潜在市场规模2. 分析垂直轴风力发电机的成本效益和经济可行性3. 探讨垂直轴风力发电机在城市和乡村地区的适用性IV. 垂直轴风力发电机的环境影响1. 评估垂直轴风力发电机对飞鸟、蝙蝠等野生生物的影响2. 分析垂直轴风力发电机对地质环境和景观的影响3. 探讨垂直轴风力发电机在可持续发展中的重要性和可能的环境挑战V. 垂直轴风力发电机的未来发展方向1. 研究垂直轴风力发电机在智能电网中的应用潜力2. 探讨垂直轴风力发电机与其他可再生能源技术的结合3. 分析垂直轴风力发电机的材料和技术创新趋势总结:通过对垂直轴风力发电机的研究,本报告强调了其在可再生能源领域的重要作用。
垂直轴风力发电机具有独特的结构设计和工作原理,可以在多种环境下实现可靠的能源转换。
尽管存在一些环境和经济方面的挑战,但垂直轴风力发电机的市场潜力仍然非常巨大。
未来的研究和发展应聚焦于进一步提高效率、减少成本并解决环境影响问题,以推动垂直轴风力发电机技术的进一步成熟和广泛应用。
浅议风力发电技术现状及存在问题风力发电技术已成为全球最为成熟的可再生能源之一,具有环保、经济、广泛分布等优点。
随着技术的日益成熟和政策的推动,全球风力发电装机容量不断攀升,预计将继续保持高速增长。
然而,风力发电仍面临着一些现实问题。
首先,风力发电受到天气和环境等因素的影响较大,存在不稳定性。
从1月到12月、从白天到晚上,风速、气压、温度等气象条件都会发生变化,这会对发电量产生较大影响。
此外,环境因素如地形、建筑物等也会影响风力发电的效率。
因此,如何有效建设风力发电场,提高风力发电的利用率,是当前面临的一大难题。
其次,风力发电设备尚未完全成熟,存在一些技术问题。
如机翼形状和转速等参数的优化,容量限制与功率系数的提高等,都需要进一步探索和发展。
在海上风力发电,还面临着水下电缆故障、风机基础海洋工程、腐蚀和养护等方面的挑战。
因此,需要加强技术创新研究,提高风电设备的稳定性、可靠性和安全性。
第三,风力发电成本较高,尚未完全达到经济效益的平衡点。
虽然随着技术的不断进步,风力发电成本逐渐降低,但目前仍无法和传统能源相竞争。
政府需要通过政策激励降低风电发电成本,同时加强电力市场和分布式能源管理体系的改革,推动风力发电的大规模应用。
最后,在运营和维护方面,风力发电公司也面临一些实际问题。
如电网对接困难、缺乏维护人员、故障诊断困难等。
因此,需要完善相关政策和管理制度,提高运营和维护的效率和水平。
综上所述,风力发电技术已经取得了较为显著的成果,但也面临着一些现实问题。
政府、企业和研究机构需要紧密合作,强化技术创新研究和实践,不断完善政策和管理制度,推动风力发电技术向更加成熟、高效、安全的方向发展。
风力发电技术的发展及若干问题发布时间:2022-06-14T09:13:43.075Z 来源:《新型城镇化》2022年12期作者:苗嘉龙[导读] 最近几年工业发展速度加快,环境污染严重,由此环境问题成为了当下阻碍经济发展最重要的因素之一。
当下,全球都已经开始树立起保护环境的有效意识,并且国家与国家之间也都建立起了一系列的公约,欲解决当下所有行业发展所造成的环境污染问题。
在这样的形势之下人们开始将目光渐渐转移到了新能源的开发与利用上,由此这些新型的清洁能源走进了大家的生活中。
在这其中风能作为一种清洁可再生能源依然已经成为了具有良好发展前景的发电手段。
苗嘉龙黑龙江龙源新能源发展有限公司黑龙江哈尔滨 150000摘要:最近几年工业发展速度加快,环境污染严重,由此环境问题成为了当下阻碍经济发展最重要的因素之一。
当下,全球都已经开始树立起保护环境的有效意识,并且国家与国家之间也都建立起了一系列的公约,欲解决当下所有行业发展所造成的环境污染问题。
在这样的形势之下人们开始将目光渐渐转移到了新能源的开发与利用上,由此这些新型的清洁能源走进了大家的生活中。
在这其中风能作为一种清洁可再生能源依然已经成为了具有良好发展前景的发电手段。
和旧有的发电方式相比较,风能发电能够有效缓解环境污染问题,将当下的能源结构进行有效调整,并且占用空间相对比较小,运用范围广泛。
在随着对它的不断研究,具体应用成本也有所降低,但是在实际技术上还是存在一些问题亟待改进。
关键词:风力发电技术;问题分析;发展一、风力发电技术的关键问题分析1.1我国风力资源分布不均匀根据我国风力资源的分布来看,能够广泛利用风能的区域主要集中在我国的东南沿海与西北部区域。
因为风力资源分布问题,我国的风力发电企业在其分布区域的发展也比较成熟和密集,但是这些密集的风力发电企业也会带来风力发电产能过剩或者窝电等情况。
因此,目前我国的风力发电企业应该注重电力的远距离运输等方面的问题,从而优化整个风力发电系统。
风力发电面临的技术问题及解决对策美国加州风力发电经验美国大规模的风场建置始于1982 —1986年间于加州地区。
这些风力发电的建置诱因主要归功于电力收购合约(Power Purchase Agreement以及联邦政府的奖励措施。
实际上加州针对再生能源的发展及降低温室效应的努力在美国属于领先的地位。
目前加州大约具有6, 0MW的再生能源装置容量(包括风力、太阳能及其他再生能源),在26年,这此再生能源总共贡献加州用户高达二千一百万瓦小时的电力,这相当于加州11%的负载需求。
为了提升加州使用再生能源的电力,州政府已提出在2010年底,再生能源电力必须供应20%的负载供电,因此近年来也执行许多再生能源并网的研究计划。
加州拥有三处主要的风源地区,分别在Altament、San Gorgonio以及Tehachapi其中前两个地区座落于加州负载中心,临近5kV变电所,而加州最大风场Tehachapi却仅以66kV传输线连接至加州南北主干线,形成较弱的电网并接架构。
在1982 — 1985年风场建置的期间中,主要的技术考量点在于当发生孤岛独立运转时,造成风场内部所需的VAR遭受严重的限制(有效的VAR供应及管理可控制网路电压及稳定度,并可提升电力品质)。
此外,由于当时风机的制造技术以及架设地点的选择均不理想,因此发电效率极差,在1986年,风机装置容量超过3MW 的南加州电力公司在尖峰发电量上仅出力125MW 左右。
自1986至1991年,美国风能工业的技术逐步提升但也遭遇风力发电成本的经济挑战。
在此期间,许多风机制造商破产或是合并,然而由于风机性能的稳定性提高,至1991年时,风力尖峰输出已提升至185MW。
在1996 —1997年间,加州部分风机已从25kW —65kW容量汰换成5-6kW风机,且风机架设点也经过较佳的评估,并且已建立提高风机支架高度来取得较稳定风能的概念。
从此之后,加州风机装置容量及尖峰发电量逐年大幅提升。
小型达里厄垂直轴风力发电机技术发展中的一些
伪科学问题
随着风力发电新能源技术的发展,达里厄型垂直轴风力发电机受到越来越多的研发关注。
在中国市场上出现了一些产品,这些产品大致分两类;第一类是升力阻力结合型风力机,常采用磁悬浮或无铁芯发电机来降低启动力矩;第二类是低尖速比高实度升力型风力发电机,其实度(叶片宽度总和与叶轮周长的比)大于0.2,峰值功率尖速比(叶片线速度与风速的比)小于1.5;
第一类风力机号称具有如下技术特点:
1. 发电效率高,功率系数(风力机风轮吸收的风功率经过发电机和变流设备转换后发送到电网或者电池的电功率与风力机风轮截面在来风垂直平面内投影内的风能动能功率之比)很高;
2. 机械摩擦阻力矩极低,由此启动风速低,可以有效利用低风段的风能,提高发电量;第二类风力机号称具有如下技术特点:
1. 发电效率高,功率系数很高;
2. 风轮启动力矩大,由此启动风速低,可以有效利用低风段的风能,提高发电量;
对第一类风力机作如下批判:
1. 采用升、阻结合的风力机,根据空气动力学原理和实验证明其效率很低,功率系数不会超过0.1,更不用说一些产品翼型不好。
特别是在售的产品,没有一家获得符合
iec61400-2功率特性检测方法的权威机构的检测报告;
2. 无铁芯发电机在理论上先天就具有效率低,成本高的特点。
应用于风力机的无铁芯发电机均采用盘式外永磁转子结构,引起线圈发热严重,高温下线圈绝缘材料寿命降低,磁钢用量远超过普通铁芯发电机;线圈制造性差,成本高。
一句话,无铁芯发电机的成本功率比远高于普通铁芯发电机;
3. 所谓利用低风段发电是个错误结论。
低风段一般指2-4米/秒风速段;在这个风速段,风力能量本来就已经极低,在使用风力机发电有经济效益的地方,年均风速至少要达到5米/秒以上。
在这样的风区,2-4米的风能占到年发电量一个很小的百分比。
再有,在2-4米/秒的时候,风力机的出力只有额定(11m/s)时出力5%以内,此时发电机、变流器等的效率比额定点的效率要低很多,导致在2-4米/秒能最后发到用户端的能量极少。
对第二类风力机作如下批判:
1. 采用高实度和尖速比低于1.5的风力机,根据空气动力学原理和实验证明其效率也很低,功率系数不会超过0.15。
特别是在售的产品,没有一家获得符合iec61400-2功率特性检测方法的权威机构的检测报告;
2. 启动风速的降低是以高实度为代价的,导致叶片数量增加或者叶片宽度和体积的增加,增加了风力机成本;另外低尖速比也导致了风力发电机转速较低,导致转矩较大,需要配置较大体积和重量的发电机,导致风力机进一步成本增加;目前在售的一些垂直轴产品,其每千瓦价格比水平轴要高出2倍以上,而且其额定功率和发电量还是虚假的。
3. 同样所谓利用低风段发电是个错误结论。
分析见第一类风力机批判的第三条。
4. 高实度风力发电机,由于气动峰值转矩较大,当风速大于运行最高风速后,所需要的制动转矩极大,需配备极强的机械刹车装置或者其他变攻角设备,增加了成本;而刹车后,如需继续抗击50年一遇极大风速,由于实度高,风轮受力较大,整个支撑结构(包含塔架)需要设计的更强以保证安全,同样增加了风力机的成本。
5. 高实度风力发电机,如果没有变攻角设备,在风速高于额定风速后,在该风速下整个转速-转矩曲线上的最小转矩高于发电机的最大转矩,风力机不能通过拉低转速而失速后降低转矩,整个风力机将不可控,会导致超速破坏。
从而不能有效利用额定风速到切除风速段之间的风能。
上述分析可以看到目前垂直轴风力发电机的产品,没有按照科学的方法去研究开发。
大部分开发者,缺乏基本的科学知识,对于涉及的空气动力学、电机、变流器、控制系统没有进行系统完整的科学认识,没有按照科学的方法进行实验和检测。
下面一些情况值得警惕:
有人声称发明了发电量超过输入风能的永动风力机;也有人在测试时,把风速仪安装在受风力机气流干扰的区域中或者安装在较低的位置,从而测出较高的功率系数。
实际上如果测量风速比实际风速低20%,那么其测得的功率系数比实际的要大1.25^3-1=95%;还有人在闭口试验段风洞中进行测试,以风力机测量时风力机前部或者后部一定位置的风速看作外界的风速。
实际上一般小型风洞闭口段的截面有限,试验后的风力机整机在风洞内
占到10%以上,由于风力机处的填塞效应,截面变小,从而导致闭口试验段前吹过风力机的风速要比风力机前后的风速要大,导致已风洞内风速标定的功率系数同样偏大很多。
15%的填塞,就会导致18%的风速增加,功率系数增加63%。
当前,需要做两件事:
1. 开发者需要通过科学的实验、产品的试验来证明垂直轴发电机的发电效率,而发电效率指标是功率曲线和年发电量,其他皆可归类于上述指标;
2. 开发者需按照科学的理论体系来建立垂直轴风力发电机技术的理论,避免神秘化和伪科学化。
飞羽
2014.4.12.于北京平谷
2014.4.13 第一次修改。