風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)H型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速上升速度提高較快（力矩上升速度快），它的發(fā)電功率上升速度也相應(yīng)變快，發(fā)電曲線變得飽滿。在同樣功率下，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的額定風(fēng)速較現(xiàn)有水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)要小，并且它在低風(fēng)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)電量也較大。

由于特殊應(yīng)用場合的需要，2001年我國率先開始了這項(xiàng)研究，并且在以后兩年的時(shí)間里不斷對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)，在2003年初，產(chǎn)品走向成熟，并在海島以及邊疆大量采用以這種新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)為主要設(shè)備的風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)。

目前，世界上主要以MUCE公司和日本某公司為該產(chǎn)品的主要研發(fā)和生產(chǎn)單位。

下面我就詳細(xì)講解一下H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的技術(shù)原理：

該技術(shù)采用空氣動(dòng)力學(xué)原理，針對(duì)垂直軸旋轉(zhuǎn)的風(fēng)洞模擬，葉片選用了飛機(jī)翼形形狀，在風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，它不會(huì)受到因變形而改變效率等；它用垂直直線4-5個(gè)葉片組成，由4角形或5角形形狀的輪轂固定、連接葉片的連桿組成的風(fēng)輪，由風(fēng)輪帶動(dòng)稀土永磁發(fā)電機(jī)發(fā)電送往控制器進(jìn)行控制，輸配負(fù)載所用的電能。

該技術(shù)原理根據(jù)空氣片條理論，實(shí)際計(jì)算可選取垂直風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的切面進(jìn)行計(jì)算模型，按葉片實(shí)際尺寸，每個(gè)葉片的旋轉(zhuǎn)軸心距離為N米；用CFD技術(shù)進(jìn)行模擬氣動(dòng)系數(shù)計(jì)算，計(jì)算原理采用離散數(shù)字方法求解翼形斷面的氣動(dòng)力，用網(wǎng)格方法對(duì)雷諾數(shù)流動(dòng)渦量分布比較形成高雷諾數(shù)下對(duì)Navier-Stokes方程進(jìn)行數(shù)字模擬計(jì)算的原理結(jié)果。

采用稀土永磁材料發(fā)電的原理，配套與空氣洞力學(xué)原理的風(fēng)輪，采用直驅(qū)式結(jié)構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)發(fā)電。

專利技術(shù)：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)（專利號(hào)：ZL200420081310.2）

由于此種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)采用了特殊空氣洞力學(xué)原理、三角形向量法的連接方式以及直驅(qū)式結(jié)構(gòu)的原理，使得風(fēng)輪的受力主要集中于輪轂上，因此抗風(fēng)能力較強(qiáng)；此種設(shè)計(jì)的特性還體現(xiàn)在對(duì)周圍環(huán)境的影響上，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無噪音以及電磁干擾小等特點(diǎn)使得新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)優(yōu)越性非常明顯。

附：現(xiàn)有垂直軸風(fēng)力發(fā)電電源比較

目前，生產(chǎn)該類型垂直軸風(fēng)力發(fā)電電源系統(tǒng)產(chǎn)品最多的是日本（2002年開始研究），還有英國、加拿大等國目前也在研制中，這些國家的大部分產(chǎn)品在風(fēng)輪設(shè)計(jì)當(dāng)中采用平行連接桿，這種方式對(duì)發(fā)電機(jī)輸出軸要求較高，并且結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，現(xiàn)場安裝程序也偏多。另外，從力學(xué)方面分析，H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率越大、葉片越長、平行桿的中心點(diǎn)與發(fā)電機(jī)軸的中心點(diǎn)距離越長，抗風(fēng)能力就越差，因此，MUCE采取的是三角形向量法，彌補(bǔ)了上述的一些缺點(diǎn)。2100433B

本書在介紹離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的同時(shí),主要介紹了分布式風(fēng)力并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)及其應(yīng)用?！”緯w論外共20章,包括風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)的資源評(píng)估、微觀選址、系統(tǒng)主要部件原理及應(yīng)用、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝運(yùn)維、標(biāo)準(zhǔn)、檢測、標(biāo)識(shí)與認(rèn)證、項(xiàng)目驗(yàn)收、運(yùn)營管理、安全和政策等環(huán)節(jié),本書給出的設(shè)計(jì)實(shí)例詳細(xì)、真實(shí)。

本書還特別介紹了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的成本和經(jīng)濟(jì)性,包括風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)成本的基本構(gòu)成、分布式并網(wǎng)與離網(wǎng)發(fā)電的經(jīng)濟(jì)實(shí)例和對(duì)比分析等。

本書可作為分布式并網(wǎng)及離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的工程技術(shù)人員、管理人員、電站維護(hù)人員以及大專院校相關(guān)專業(yè)師生的參考書。

本書內(nèi)容主要涵蓋雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行與控制，重點(diǎn)圍繞雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行特性分析、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)與優(yōu)化、功率變換器設(shè)計(jì)與控制等一系列關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行詳細(xì)論述。全書不僅包含雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與并網(wǎng)運(yùn)行方面的基礎(chǔ)性應(yīng)用技術(shù)，而且涵蓋該領(lǐng)域的前瞻性研究成果。

周志敏等編著的《離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工》結(jié)合我國“十二五”新能源開發(fā)利用規(guī)劃與國內(nèi)外離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)及最新應(yīng)用技術(shù)，以從事離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工及維護(hù)人員為讀者對(duì)象，系統(tǒng)、全面地講解了在離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工中必備的基礎(chǔ)知識(shí)和必須掌握的設(shè)計(jì)方法、施工技術(shù)及維護(hù)技能。書中選取國內(nèi)離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的典型設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)實(shí)例，以供讀者在實(shí)際的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)工作中參考。

《離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工》共分5章，包括風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)知識(shí)，離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)蓄能裝置，離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電控制器及逆變器，離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)，離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)安裝、調(diào)試、維護(hù)及故障處理。

《離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工》題材新穎實(shí)用，內(nèi)容豐富，深入淺出，文字通俗，具有很高的實(shí)用價(jià)值。