风力发电技术 宋先 新能憑发电技求--求长华
新能源发电技术----宋长华 1 风力发电技术 宋先
1-1风与风力资源 风的产生与特性 产生:风是地球外表大气层由于太阳的热辐射 而引起的空气流动;大气压差是风产生的根本 原因。 极东风 北极 特性:周期性、多样性、复杂性 ≤ 图41地球上风的运动 新能憑发电技求--求长华
新能源发电技术----宋长华 2 1-1 风与风力资源 一、风的产生与特性 • 产生：风是地球外表大气层由于太阳的热辐射 而引起的空气流动；大气压差是风产生的根本 原因。 • 特性：周期性、多样性、复杂性
、风的能量与测量 1、产生能量的基本要素:风具有一定的质量和速度。 2、风能的一些主要特性参数:如风能、风能密度、风速与风 级、风向与风频以及风的测量等。 1)风能:空气运动产生的动能称为“风能 2)风能密度:单位时间内通过单位截面积的风能。 3)风速与风级:风速就是空气在单位时间内移动的距离 国际上的单位是米/秒m千米/小时(km/h)。分13级 4)风向与风频:通常把风吹来的地平方向定为风的方向 即风向。风频是指风向的频率,即在一定时间内某风向出 现的次数占各风向出现总次数的百分比, 5)风的测量:风的测量仪器主要有风向器、杯形风速器和 三杯轻便风向风速表等。 新能憑发电技求--求长华
新能源发电技术----宋长华 3 二、风的能量与测量 1、产生能量的基本要素： 风具有一定的质量和速度。 2、风能的一些主要特性参数：如风能、风能密度、风速与风 级、风向与风频以及风的测量等。 1）风能：空气运动产生的动能称为“风能” 。 2）风能密度：单位时间内通过单位截面积的风能。 3）风速与风级：风速就是空气在单位时间内移动的距离， 国际上的单位是米／秒(m/s)或千米／小时(km／h)。分13级 4）风向与风频：通常把风吹来的地平方向定为风的方向， 即风向。风频是指风向的频率，即在一定时间内某风向出 现的次数占各风向出现总次数的百分比， 5）风的测量：风的测量仪器主要有风向器、杯形风速器和 三杯轻便风向风速表等
、风力资源 据理论计算,太阳辐射到地球的热能中约有2%被转 变成风能,全球大气中总的风能量约为1014MW,其 中蕴藏的可被开发利用的风能约有35×109MW,这 比世界上可利用的水能大10倍。 (一)世界风力资源分布 根据世界能源理事会的有关资料,地球表面有27% 的地区年平均风速高于5m/s距地而10m高)。如将 这些地方用作风力发电场,则每km2的风力发电能力 最大值可达8Mw,总装机容量可达24x1013w。 据分析,实际上陆地面积中风力大于5m/s的地区 其中仅4%有可能安装风力发电机组。 新能憑发电技求--求长华
新能源发电技术----宋长华 4 三、风力资源 • 据理论计算，太阳辐射到地球的热能中约有2％被转 变成风能，全球大气中总的风能量约为10 14MW，其 中蕴藏的可被开发利用的风能约有3.5×10 9MW，这 比世界上可利用的水能大10倍。 （一）世界风力资源分布 • 根据世界能源理事会的有关资料，地球表面有27％ 的地区年平均风速高于5m／s(距地而10m高)。如将 这些地方用作风力发电场，则每km2的风力发电能力 最大值可达8Mw，总装机容量可达24x1013w。 • 据分析，实际上陆地面积中风力大于5m／s 的地区， 其中仅4％有可能安装风力发电机组
世界风能资源评估 陆地面积 地区 风力为3。7级 风力为37级 10km) 地区所占比例(%) 地区所占面积(10m2) 北美 19339 7876 拉了美洲和加勒比184 3310 西欧 47142 东欧和独联体 23047 6783 中东和北非 8142 撒哈拉以南非洲 725 N200 2566 2209 太平洋地区 21354 4188 中国 9597 056 中亚和南亚 4299 总计 1060 2943 新能憑发电技求--求长 华
新能源发电技术----宋长华 5 世界风能资源评估
二中国风力资源 中国风能资源十分丰富,全国风能储量约4.3×109MW,可 开发利用的风能资源总量达253亿kM。 在中国,风能资源主要分布在新疆、内蒙古等北部 地区和东部至南部沿海地带及岛屿 1、风能最佳区:(1)东南沿海、山东半岛、辽东半岛以及海上 岛屿。(2)内蒙古、甘肃北部。(3)黑龙江南部、吉林东部。 2、风能较佳区:(1)西藏高原中北部。(2)三北北部。(3东 南沿海离海岸线20-50kM ·3、风能可利用区:(1两广沿海。(2)大小兴安岭山区。3) 东从辽河平原向西,过华北太平原经西北到最西端,左侧绕 西藏高原边缘部分,右侧从华北向南面淮讨、长江到南岭。 新能憑发电技求--求长华
新能源发电技术----宋长华 6 (二)中国风力资源 • 中国风能资源十分丰富，全国风能储量约4.8 3×10 9MW ，可 开发利用的风能资源总量达2.53亿kw。 • 在中国，风能资源主要分布在新疆、内蒙古等北部 地区和东部至南部沿海地带及岛屿。 1、风能最佳区：(1)东南沿海、山东半岛、辽东半岛以及海上 岛屿。(2)内蒙古、甘肃北部。(3)黑龙江南部、吉林东部。 2、风能较佳区：(1)西藏高原中北部。（2）三北北部。(3)东 南沿海(离海岸线20—50kM) • 3、风能可利用区：(1)两广沿海。(2)大小兴安岭山区。3) 东从辽河平原向西，过华北太平原经西北到最西端，左侧绕 西藏高原边缘部分，右侧从华北向南面淮讨、长江到南岭
三)风能的利用 按照不同的需要,风能可以被转化成其他不同形式的能量,如机 械能、电能、热能等,以实现提水灌溉、发电、供热、风帆助航 等功能。21世纪风能利用的主要领域是风力发电 凤能 风帆 机视泵 发电机制熟装置] 水匚空气 直流电 交流电 水储的區缩空型压电动机电解恻纲昏电湎网岛的 涡轮积 圆轮机來] 发电机 电能负衙]航 图4-10风能转换与利用
新能源发电技术----宋长华 7 （三）风能的利用 • 按照不同的需要，风能可以被转化成其他不同形式的能量，如机 械能、电能、热能等，以实现提水灌溉、发电、供热、风帆助航 等功能。21世纪风能利用的主要领域是风力发电
2风力发电设百 组成:风力发电机组包括两大部分; 部分是风力机,由它将风能转换为机械能; 另一部分是发电机,由它将机械能转换为电能。 二、分类: 1)根据它收集风能的结构形式及在空间的布置,可分为水平轴 式或垂直轴式 2)从塔架位置上,分为上风式和下风式; 3)还可以按桨叶数量,分为单叶片、双叶片、三叶片、四叶片 和多叶片式 4)从桨叶和形式上分,有螺旋桨式、H型、S型等; 5)按桨叶的工作原理分,则有升力型和阻力型的区别。 6)以风力机的容量分,则有微型kW以下、小型(110kW、 中型(10-10W和大型(100k以上机。 新能憑发电技求--求长华
新能源发电技术----宋长华 8 1-2 风力发电设备 一、组成：风力发电机组包括两大部分； ➢ 一部分是风力机，由它将风能转换为机械能； ➢ 另一部分是发电机，由它将机械能转换为电能。 二、分类： 1）根据它收集风能的结构形式及在空间的布置，可分为水平轴 式或垂直轴式。 2）从塔架位置上，分为上风式和下风式； 3）还可以按桨叶数量，分为单叶片、双叶片、三叶片、四叶片 和多叶片式。 4）从桨叶和形式上分，有螺旋桨式、H型、S型等； 5）按桨叶的工作原理分，则有升力型和阻力型的区别。 6）以风力机的容量分，则有微型(1kW以下)、小型(1—10kW)、 中型(10—100kW)和大型(100kw以上)机
水平轴力风机 特点:风力机的风轮轴与地面呈水平状态,称 水平轴风力机。 组成:它一般内风轮增速器、调速器、调向装 置、发电机和塔架等部件组成,大中型风力 机还有自动控制系统。图 应用:这种风力机的功率从几十干瓦到数兆瓦, 是日前最具有灾际开发价值的风力机 类型:有传统风车、低速风力机及高速风力 机等3大类型。 新能憑发电技求--求长华
新能源发电技术----宋长华 9 1、水平轴力风机 特点：风力机的风轮轴与地面呈水平状态，称 水平轴风力机。 组成：它一般内风轮增速器、调速器、调向装 置、发电机和塔架等部件组成，大中型风力 机还有自动控制系统。图 应用：这种风力机的功率从几十千瓦到数兆瓦， 是日前最具有灾际开发价值的风力机： • 类型：有传统风车、低速风力机及高速风力 机等3大类型
风力机的主要技术指标参数 ①风轮直径,通常风力机的功率越大,直径越大 ②叶片数目,高速发电用风力机为24片,低速风力 ③叶片材料,现代常采用高强度低密度的复合材料; ④风能利用系数,一般为01505之间 ⑤启动风速,一般为35ms; ⑥停机风速,通常为1535m/s; ⑦输出功率,现代风力机一般为几百干瓦几兆瓦; ⑧发电机,分为直流发电机和交流发电机; ⑨另外还有塔架高度等等 新能憑发电技求--求长华
新能源发电技术----宋长华 10 风力机的主要技术指标参数 ① 风轮直径，通常风力机的功率越大，直径越大； ② 叶片数目，高速发电用风力机为2—4片，低速风力 机大干4片； ③ 叶片材料，现代常采用高强度低密度的复合材料； ④ 风能利用系数，一般为0.15—0.5之间； ⑤ 启动风速，一般为3—5m/s; ⑥ 停机风速，通常为15—35m／s; ⑦ 输出功率，现代风力机一般为几百干瓦—几兆瓦； ⑧ 发电机，分为直流发电机和交流发电机； ⑨ 另外还有塔架高度等等