垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)力與效率分析

主要介紹了雙型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)與性能, 根據(jù)實地試驗數(shù)據(jù), 分析應(yīng)力和風(fēng)
機(jī)的效率, 提出了完善系統(tǒng)的參數(shù)、提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對風(fēng)能充分利用率的方案.
關(guān)鍵詞　風(fēng)能利用系數(shù), 垂直軸, 風(fēng)力發(fā)電

火力發(fā)電雖然是我國發(fā)電產(chǎn)業(yè)的主要形式, 但是火力發(fā)電能源消耗大、污染嚴(yán)重, 不符合國家倡導(dǎo)的節(jié)約社會和能源可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略, 所以風(fēng)力發(fā)電越來越受到人們的重視和青睞. 我國近年來大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電, 使之成為我國電力工業(yè)的一個方面軍, 不僅是能源開發(fā)的需要, 也是環(huán)境保護(hù)的需要. 風(fēng)力發(fā)電對環(huán)境的正面影響是不言而喻的, 它不僅可以保護(hù)我們?nèi)祟愘囈陨娴拇髿猸h(huán)境、減少污染, 也可以保護(hù)我們的土地免受過度開發(fā)的災(zāi)難, 最可貴的是風(fēng)電環(huán)境的負(fù)面影響非常有限, 這可以使人類與自然界友好相處, 在地球上真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo). 風(fēng)力發(fā)電包括機(jī)械結(jié)構(gòu)和實時監(jiān)控兩部分, 在50 kW 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中, 其葉輪最大直徑為9m , 葉輪高度為19. 2m. 葉輪自重為4. 2 t. 在1. 5MW 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中, 葉輪最大直徑為58m , 葉輪高度將達(dá)到116m , 葉輪自重為120 t. 由于裝卸困難, 維修成本高, 一旦損壞, 整個風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)將癱瘓, 所以對整個輪軸和葉片的受力分析和監(jiān)控顯得尤為重要. 以50 kW 雙5 型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪垂直軸為中心旋轉(zhuǎn), 捕捉的風(fēng)能通過垂直的主軸傳到地面的齒輪箱和發(fā)電機(jī)組. 與水平軸風(fēng)機(jī)相比, 垂直軸風(fēng)機(jī)在制造、安裝、維護(hù)和抗疲勞性能方面都有較大優(yōu)勢. 這臺風(fēng)機(jī)現(xiàn)在安裝在內(nèi)蒙古烏蘭察布市化德縣內(nèi), 這種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在國內(nèi)是第一例, 現(xiàn)在正處于研發(fā)階段, 并沒有投入大批量生產(chǎn). 本文以此為基礎(chǔ), 主要針對垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng), 通過采集的測試數(shù)據(jù), 分析它的性能和效率. 現(xiàn)存的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)大都是水平軸的, 其受到風(fēng)力風(fēng)向的限制, 雖然在迎風(fēng)方向, 水平軸的效率要高于垂直軸, 但是, 風(fēng)向發(fā)生變化后, 水平軸風(fēng)機(jī)的效率將會降低. 所以, 從一個水平軸的風(fēng)電場可以發(fā)現(xiàn), 背風(fēng)的水平軸的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是不工作的, 迎風(fēng)的水平軸發(fā)電機(jī)組工作, 而且, 水平軸的發(fā)電機(jī)都安裝在頂部, 增加了電纜的長度和維護(hù)成本.