小型风力发电机结构的设计【5张图/18700字】【优秀机械毕业设计论文】

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A1-输入轴.dwg

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关键词：: 小型风力发电机结构设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份。55页。18700字左右。
实习报告一份。
开题报告一份。
中期检查报告一份。

图纸共5张，如下所示
A0-加速器.dwg
A0-总装图.dwg
A0-离合器.dwg
A1-输入轴.dwg
A2-输出轴.dwg

摘要
基于开发风能资源在改善能源结构中的重要意义，本论文对风力机的特性作了简要的介绍，且对风力机的各种参数和风力机类型作了必要的说明。在此基础上，对风力发电机的原理和结构作了细致的分析。首先，对风力发电机的总体机械结构进行了设计，并且设计了限速控制系统。本课题设计的是一种新型的立式垂直轴小型风力发电机，由风机叶轮、立柱、横梁、变速机构、离合装置和发电机组成。这种发电机有体积小、噪音小、使用寿命长、价格低的特点，适合在有风能资源地区的楼房顶部，供应家庭用电，例如照明：灯泡,节能灯；家用电器:电视机、收音机、电风扇、洗衣机、电冰箱。
其次，在老师的帮助下对这种小型风力发电机的机构有了进一步的明确。通过查阅资料，使得该小型风力发电机的设计更具有实用性。

关键词：风力发电；小型风力发电机；小型垂直轴风力发电机。

Abstract
Exploiting wind energy resources is of great significance in improving energy structure. In the discourse，the characters of wind generator are introduced briefly，while parameters and types of wind generators are also narrated. Base on these，the theory and constitution of the wind generator are meticulously analyzed. Firstly，Has carried on the design to wind-driven generator's overall mechanism, And has designed the regulating control system. What I design is one kind of new vertical axis small wind-driven generator, by the air blower impeller, the column, the crossbeam, the gearshift mechanism, the engaging and disengaging gear and the generator is composed. This kind of generator has the volume to be small, the noise is small, the service life is long, the price low characteristic, suits in has the wind energy resources area building crown, the supply family uses electricity, For example illumination: The light bulb, conserves energy the lamp; Domestic electric appliances: Television, radio, electric fan, washer, electric refrigerator.
Secondly，I have manufactured the regulating control model. Through model verification small perpendicular wind-driven generator regulating control system overall concept effect in reality, and has confirmed the procedure to be whether correct, as well as electric circuit's design to be whether reasonable.
Finally，Model verification's result indicated I design the regulating control system plan is feasible, the procedure is correct, the circuit design is reasonable. It provides according as theory for qualitative design and commercial manufacture of this type of wind generator.

Key words：Wind power generation；Regulating control system；Small wind-driven generator；Small vertical axis wind-driven generator.

目录
前言 1
第一章概述 2
1.1 风力发电机概况 2
1.2 风力发电机的研究现状 3
1.2.1 国外风力发电机的研制情况 3
1.2.2 国内风力发电机的研制情况 6
我国风力发电概况 6
1.3 研究风力发电机的目的和意义 10
1.4 我国的风能资源及其分布 12
第二章风力机理论 16
2.1 基本公式 16
2.1.1 风能利用系数 16
2.1.2 风压强 16
2.1.3 阻力式风力机的最大效率 16
2.2 工作风速与输出功率 18
2.2.1 风力发电机的输出效率 18
2.2.2 工作风速与输出功率 18
2.2.3 启动风速和额定风速的选定 19
起动风速 20
额定风速 21
风力机的工作风速、输出功率与风能的关系 22
2.3 风能利用与气象 23
2.3.1 风的观测对风能利用的意义 23
2.3.2 风能利用中需要的气象调查 23
2.4 风的观测 23
第三章风力发电机方案和结构设计 25
3.1 小型垂直式风力发电机方案设计 25
3.2 风轮的结构设计 27
3.2.1　风轮设计 27
3.2.2 风轮桨叶的结构设计 29
第四章行星齿轮加速器设计计算 31
4.1 设计要求 31
4.2 选加速器类型 31
4.3 确定行星轮数和齿数 32
4.4 压力角( )的选择 32
4.5 齿宽系数的选择 33
4.6 模数选择 33
4.7 预设啮合角 33
4.8 太阳轮与行星轮之间的传动计算 33
4.9 行星轮与内齿轮之间的传动计算 34
4.10 行星排各零件转速及扭矩的计算 35
4.11 行星排上各零件受力分析及计算 36
4.12 行星齿轮传动的强度校核计算 37
4.12.1弯曲疲劳强度校核 37
4.12.2接触疲劳强度校核 40
第五章电磁离合器设计计算 43
5.1 选型 43
5.2 牙嵌式电磁离合器的动作特性 43
5.3 离合器的计算转矩 43
5.4 离合器的外径 44
5.5 离合器牙间的压紧力 44
5.6 线圈槽高度 44
5.7 磁轭底部厚度 44
5.8 衔铁厚度 45
第六章结束语 46
致谢 47
参考文献 48

小型风力发电机结构的设计[KT][3A0]

内容简介：: 毕业实习报告 1 目录目录 . 1 1 实习目的 . 2 2 实习意义 . 2 外研究状况 . 3 内研究状况 . 4 4 主流风力发电机类型 . 8 型风力发电机种类 . 8 平轴风力发电机 . 8 直轴风力发电机 . 9 里厄式风轮 . 9 馈型感应发电机 . 10 格努斯效应风轮 . 11 流双轮效应风轮 . 12 5 风力发电机原理 . 13 力发电机结构 . 13 6 风力发电技术指标 . 15 能计算公式 15 茨（论 16 度、大气压力和空气密度 16 7 风力发电的发展趋势 . 16 力发电成本将大幅降低 17 术装备国产化比例必然提高 18 上风力发电悄然兴起并将成为重要能源形式 18 力发电机组不断向大型化发展 19 8 实习总结 . 19 参考文献 . 20 毕业实习报告 2 1 实习目的经过大学近四年的学习，现在我们都快要毕业了，在这最后一学期，我们将进行毕业设计。毕业实习是我们机械设计专业知识结构中不可缺少的组成部分，并作为一个独立的项目列入专业教学计划中的。其目的在于通过实习使我们获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面；了解这些工厂的生产情况，与本专业有关的各种知识，各厂工人的工作情况等等。亲身感受了所学知识与实际的应用；同时毕业实习又是锻炼和培养我们业务能力及素质的重要渠道，培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神，也是我们接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径，逐步实现由学生到社会的转变，培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能；体验企业工作的内容和方法。这些实际知识，对我们学习后面的课程乃至以后的工作，都是十分必要的基础。 2 实习意义风是一种潜力很大的新能源，十八世纪初，横扫英法两国的一次狂暴大风，吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船，并有数千人受到伤害，二十五万株大树连根拔起。仅就拔树一事而论，风在数秒钟内就发出了一千万马力 (即 750 万千瓦；一马力等于 0 75 千瓦 )的功率 !有人估计过，地球上可用来发电的风力资源约有 100 亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的 10 倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。利用风力发电的尝试，早在二十世纪初就已经开始了。三十年代，丹麦、瑞典、苏联和美国应用航空工业的旋翼技术，成功地研制了一些小型风力发电装置。这种小型风力发电机，广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用，它所获得的电力成本比小型内燃机的发电成本低得多。不过，当时的发电量较低，大都在 5 千瓦以下。毕业实习报告 3 目前，据了解，国外已生产出 15， 40， 45， 100， 225 千瓦的风力发电机了。1978 年 1 月，美国在新墨西哥州的克莱顿镇建成的 200 千瓦风力发电机，其叶片直径为 38 米，发电量足够 60 户居民用电。而 1978 年初夏，在丹麦日德兰半岛西海岸投入运行的风力发电装置，其发电量则达 2000 千瓦，风车高 57 米，所发电量的 75%送入电网，其余供给附近的一所学校用。 1979 年上半年，美国在北卡罗来纳州的蓝岭山，又建成了一座世界上最大的发电用的风车。这个风车有十层楼高，风车钢叶片的直径 60 米；叶片安装在一个塔型建筑物上，因此风车可自由转动并从任何一个方向获得电力；风力时速在 38公里以上时，发电能力也可达 2000 千瓦。由于这个丘陵地区的平均风力时速只有29 公里，因此风车不能全部运动。据估计，即使全年只有一半时间运转，它就能够满足北卡罗来纳州七个县 1%到 2%的用电需要。 3 国内外研究现况外研究状况目前，中、大型风力发电机组已在世界上 40多个国家陆地和近海并网运行，风电增长率比其它电源增长率高的趋势仍然继续。如表 1所示，截止 2005年 12月 31日世界装机容量已达 58,982装机容量为 11,310长率为 24%；风力发电量占全球电量的 1%，部分国家及地区已达 20%甚至更多。 2005年世界风电累计毕业实习报告 4 装机容量最多的十个国家见表 2，前十名合计 2005年国际风电市场份额的分布多样化进程呈持续发展趋势：有 11个国家的装机容量已高于 1,000中 7个欧洲国家（德国、西班牙、意大利、丹麦、英国、荷兰、葡萄牙）， 3个亚洲国家（印度、中国、日本），还有美国。亚洲正成为发展全球风电的新生力量，其增长率为 48%。 2002年欧洲风能协会（绿色和平组织（表了一份标题为“风力 12（ 2）”的报告，勾画了风电在 2020年达到世界电量 12%的蓝图。报告声明这份文件不是预测，而是从世界风能资源、世界电力需求的增长和电网容量、风电市场发展趋势和潜在的增长率、与核电和大水电等其他电源技术发展历程的比较以及减排证了风电达到世界电量 12%的可能性。报告还指出中国 2020年风电装机有可能达到内研究状况根据国家气象科学院的估算，我国陆地地面 10 米高度层风能的理论可开发量为32 亿际可开发量为上风能可开发量是陆地风能储量的 3毕业实习报告 5 倍。 2005 年中国除台湾省外新增风电机组 592 台，装机容量 2004年当年新增装机比， 2005 年当年新增装机增长率为 254%。截至2005 年底，中国除台湾省外累计风电机组 1864 台，装机容量电场 62 个。分布在 15 个省（市、自治区、特别行政区），它们按装机容量排序如表3 所示。与 2004 年累计装机比， 2005 年累计装机增长率为 2005 年风电上网电量约从各地区发展来看，截止到 2009 年 12 月 31 日，中国风电累计装机超过1000省份超过 9 个，其中超过 2000省份 4 个，分别为内蒙古（河北（辽宁（吉林（内蒙古 2009 年当年新增装机计装机现 150%的大幅度增长。省（自治区、直辖市）和地区 2008 年累计 2009 新增 2009 年累计内蒙古北宁林龙江东肃 48 苏疆夏 89 东建西 93 江南 38 京 8 海南 2 西 42 42 84 河南北庆业实习报告 6 湖南西港计湾地区计料来源：中国风能专业委员会 2010 年统计中国“十一五”国家科技支撑计划重大项目“大功率风电机组研制与示范”支持上双馈式变速恒频风电机组的研制；上直驱式变速恒频风电机组的研制；上风电机组叶片、齿轮箱、双馈式发电机、直驱式永磁发电机的研制及产业化；上双馈式风电机组控制系统及变流器、直驱式风电机组控制系统及变流器的研制及产业化；近海风电场建设关键技术的研究；近海风电机组安装及维护专用设备的研制；大型风电机组相关标准制定及风电技术发展分析等 16 个课题的研究。“十一五”末，我国风电技术的自主研发能力将接近世界前沿水平。毕业实习报告 7 根据对国内正在制造和生产的风电机组的调查分析，其主要技术来源大致可分为以下五类：第一类：引进国外的设计图纸和技术，或者是与国外设计技术公司联合设计，在国内进行制造和生产。象金风科技引进的驱风电机组，现在已在国内大批量生产和供货。还有浙江华仪、广东明阳、国电联合动力的庆海装、上海电气的 2馈风电机组等都是采取这种方式引进的，现在这些公司的产品有的已经批量生产，有的样机已经下线。第二类：购买国外成熟的风电技术，在国内进行许可生产。象金风科技和浙江运达的 754桨距风电机组，华锐风电、东方汽轮机的双馈风电机组，都在国内成功大批量生产并实现产业化，这些机组是国内的主力机型。还有重庆海装的 850定惠德、武汉国测、吴忠仪表的 1海电气的重的 2都是采取这种方式引进的，现在这些公司的产品已经批量生产。第三类：与国外公司合资，引进国外的成熟技术在国内进行生产。象航天安迅能、恩德风电的 1500馈风电机组，在国内已成功生产并实现产业化。还有湘电风能、瑞能北方的 2000公司都是采取这种方式引进的，现在这些公司的产品有的已经批量生产，有的样机已投入试运行。第四类：国外的风电机组制造公司在国内建立独资企业，将其成熟的设计制造技术，在国内进行生产。象歌美飒风电的 850司兰的 1250用电气的1500斯塔斯的 2000组都是采取这种方式进行生产的，目前已经投入大批量生产。第五类：采用国内大学和科技公司自行开发的设计制造技术，在国内进行生产的风电机组。例如：沈阳华创、江苏新誉、浙江运达、三一重工开发的组，上海万德的组都是采取这种方式进行生产的。目前，沈阳华创、江苏新誉、浙江运达开发的馈风电机组都已经投入批量生产，并在风电场进行运行。（中国风力发电网文摘）毕业实习报告 8 4 主流风力发电机类型型风力发电机种类尽管风力发电机多种多样，但归纳起来可分为两类：水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；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。平轴风力发电机水平轴风力发电机科分为升力型和阻力型两类。升力型风力发电机旋转速度快，阻力型旋转速度慢。对于风力发电，多采用升力型水平轴风力发电机。大多数水平轴风力发电机具有对风装置，能随风向改变而转动。对于小型风力发电机，这种对风装置采用尾舵，而对于大型的风力发电机，则利用风向传感元件以及伺服电机组成的传动机构。风力机的风轮在塔架前面的称为上风向风力机，风轮在塔架后面的则成为下风向风机。水平轴风力发电机的式样很多，有的具有反转叶片的风轮，有的再一个塔架上安装多个风轮，以便在输出功率一定的条件下减少塔架的成本，还有的水平轴风力发电机在风轮周围产生漩涡，集中气流，增加气流速度。毕业实习报告 9 直轴风力发电机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。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。里厄式风轮是法国里厄于 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，如型，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。毕业实习报告 10 馈型感应发电机随着电力电子技术的发展，双馈型感应发电机（风能发电中的应用越来越广。这种技术不过分依赖于蓄电池的容量，而是从励磁系统入手，对励磁电流加以适当的控制，从而达到输出一个恒频电能的目的。双馈感应发电机在结构上类似于异步发电机，但在励磁上双馈发电机采用交流励磁。我们知道一个脉振磁势可以分解为两个方向相反的旋转磁势，而三相绕组的适当安排可以使其中一个磁势的效果消去，这样一来就得到一个在空间旋转的磁势，这就相当于同步发电机中带有直流励磁的转子。双馈发电机的优势就在于，交流励磁的频率是可调的，这就是说旋转励磁磁动势的频率可调。这样当原动机的转速不定时，适当调节励磁电流的频率，就可以满足输出恒频电能的目的。由于电力电子元器件的容量越来越大，所以双馈发电机组的励磁系统调节能力也越来越强，这使得双馈机的单机容量得以提高。虽然，部分理论还在完善当中，但是双馈反应发电机的广泛应用这一趋势将越来越明显。风力发电，不合国情国内纷纷上马的风力发电厂大多是形象工程。工信部副部长苗圩近日语出惊人，他认为中国风沙伴存，风电设备受风沙磨损大，上马太多风电项目不合我国国情。苗圩说，国外有风地方没有沙，比如说是海洋风。苗圩说：中国是有风的地方就有沙，风沙对风力发电设备磨损非常厉害。现在风能发电风机应该是 20年的寿命，但是如果有风沙的侵蚀寿命还到不了 20年。再过 5年，寿命肯定要出问题，特别是甘肃那个千万千瓦级的风力发电站典型的形象工程。就此话题，苗圩表示，能源布局的重点，应该是供给端和使用端要做到平衡。而现状是高级能源拉着低级能源运转。苗圩举例说，湖北本来水电是优势，三峡的电应该更多留在湖北用，这是最好的清洁能源。但是现在却把湖北的电运到东部区，湖北再从周边买煤运到湖北，引发一连串的效应，河南就不够用了，就再到山西、山东甚至到新疆去运煤。进行全国大旅行，全国铁路货运一半用来运送煤炭。这是多大的物流成本，多大的浪费。据报道，甘肃酒泉千万千瓦级风电基地于 2008年 8月全面启动，标志着中国正式步入了打造风电三峡工程阶段。据气象部门最新风能评估结果表明，酒泉风能资源总储量为开发量 4000万千瓦以上，可利用面毕业实习报告 11 积近 1万平方公里。格努斯效应风轮马格努斯效应风轮，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。毕业实习报告 12 流双轮效应风轮径流双轮效应或叫双轮效应是一种新型风能转化方式。首先它是一种双轮结构，相对于水平轴流式风机，它是径流式的，同已有的立轴式风机一样都是沿长轴布设桨叶的，直接利用风的推力旋转工作的 ,单轮立轴风轮因轴两侧桨叶同时接受风力而扭矩相反，相互抵消，输出力矩不大。设计为双轮结构并靠近安装，同步运转，就将原来的立轴力矩输出对桨叶流体力学形状的依赖进而改变为双轮间的利用转动产生涡流力的利用，两轮相互借力，相互推动；而对吹向两轮间的逆向风流可以互相遮挡，进而又依次轮流将其分拨于两轮的外侧，使两轮外侧获得有叠加的风流，因此使双轮的外缘线速度可以高于风速，双轮结构的这种互相助力，主动利用风力的特点产生了“双轮效应”。相比有些单轮式结构风机中采用外加的遮挡法、活动式变桨矩等被动式减少叶轮回转复位阻力的设计，体现了积极利用风力的特点。因此这一发明的不仅具有实用作用，促进风力利用的研究和发展，而且具有新的流体力学方面的意义。它开辟了风能发展的新空间，是一项带有基础性质的发明，这种双轮风机具有的设计简捷，易于制造加工，转数较低，重心下降，安全性好，运行成本低，维护容易，无噪音污染等明显特点，可以广泛普及推广，适应中国节能减排需求，大有市场前景。毕业实习报告 13 5 风力发电机原理是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话，还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机充电器数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是 13 25V 变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流 220V 市电，才能保证稳定使用。机械连接与功率传递水平轴风机桨叶通过齿轮箱及其高速轴与万能弹性联轴节相连 ,将转矩传递到发电机的传动轴 ,此联轴节应按具有很好的吸收阻尼和震动的特性，表现为吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移，并且联轴器可阻止机械装置的过载。另一种为直驱型风机桨叶不通过齿轮箱直接与电机相连风机电机类型。力发电机结构机舱：机舱包容着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。机舱左端是风力发电机转子，即转子叶片及轴。转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。现代 600千瓦风力发电机上，每个转子叶片的测量长度大约为 20米，而且被设计得很象飞机的机翼。毕业实习报告 14 轴心：转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。低速轴：风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。在现代 600千瓦风力发电机上，转子转速相当慢，大约为 19至 30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管，来激发空气动力闸的运行。齿轮箱：齿轮箱左边是低速轴，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的 50倍。高速轴及其机械闸：高速轴以 1500转每分钟运转，并驱动发电机。它装备有紧急机械闸，用于空气动力闸失效时，或风力发电机被维修时。发电机：通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风力发电机上，最大电力输出通常为 500至 1500千瓦。偏航装置：借助电动机转动机舱，以使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。图中显示了风力发电机偏航。通常，在风改变其方向时，风力发电机一次只会偏转几度。电子控制器：包含一台不断监控风力发电机状态的计算机，并控制偏航装置。为防止任何故障（即齿轮箱或发电机的过热），该控制器可以自动停止风力发电机的转动，并通过电话调制解调器来呼叫风力发电机操作员。液压系统：用于重置风力发电机的空气动力闸。冷却元件：包含一个风扇，用于冷却发电机。此外，它包含一个油冷却元件，用于冷却齿轮箱内的油。一些风力发电机具有水冷发电机。塔：风力发电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势，因为离地面越高，风速越大。现代 600千瓦风汽轮机的塔高为 40至 60米。它可以为管状的塔，也可以是格子状的塔。管状的塔对于维修人员更为安全，因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。格状的塔的优点在于它比较便宜。风速计及风向标：用于测量风速及风向。毕业实习报告 15 6 风力发电技术指标能的计算公式空气运动具有动能。风能是指风所具有的动能。如果风力发电机叶轮的断面积为 A，则当风速为 V 的风流经叶轮时，单位时间风传递给叶轮的风能为 E(风能密度） = (1/2)* *V3 (W / 风能密度与平均风速 V 的三次方成正比 P = E * A * ：风能密度 A：风轮面积 = R2 轮效率，按论最大理论值为中：单位时间质量流量 m= 业实习报告 16 茨（论贝茨理论 (于理想风轮能够吸收的最大风能的理论。由名。他假设 :风轮是一个平面桨盘 ;气流均匀垂直流过风轮 ;风轮旋转时没有摩擦阻力 ;风轮前未受扰动的气流静压同风轮后的气流静压相等 ;风轮后尾流不旋转 ;风轮的流动模型简化成一个单元流管。据此，贝茨由一元定常的动量方程可导出理想风轮能吸收最大风的能量，即最大风轮输出劝率为 : P=,式中为空气密度 (kg/取 m3， S 为风轮扫掠面积 ( v 为平均风速 (m/s)。此表达式称为贝茨公式。根据这一理论，一个理想风轮的最大风能利用系数 . 593，此值称为贝茨极限。它说明，风力机从自然风中所能索取的能量是有限的，其功率损失部分可以解释为留在尾流中的旋转动能。能量的转换将导致功率的下降，它随所采用的风力机和发电机的型式而异，因此，风力机的实际风能利用系数。度、大气压力和空气密度通过温度计和气压计测试出实验地点的环境温度和大气压，由下式计算出空气密度。 =h/中：空气密度， kg/ h 当地大气压力， t 温度，。从空气密度公式可以看出，空气密度的大小与大气压力、温度有关。 7 风力发电的发展趋势毕业实习报告 17 风力发电是一种主要的风能利用形式，风力发电已经开展了多年，随着能源环境的变化和风力发电产业的成熟，未来几年风力发电将呈现新的趋势。力发电成本将大幅降低风力发电相对于太阳能、生物质等可再生能源技术更为成熟、成本更低、对环境破坏更小。在过去 20多年里，风力发电技术不断取得突破，规模经济性日益明显。根据美国国家可再生能源实验室 1980年至 2005年期间，风力发电的成本下降超过 90%，下降速度快于其他几种可再生能源形式。根据丹麦从 1981 2002年间，风力发电成本由计 2010年度电成本下降至 3欧分 /2020年降低至随着风力发电技术的改进，风力发电机组将越来越便宜和高效。增大风力发电机组的单机容量就减少了基础设施的投入费用，而且同样的装机容量需要更少数目的机组，这也节约了成本。随着融资成本的降低和开发商的经验丰富，项目开发的成本也相应得到降低。风力发电机组可靠性的改进也减少了运行维护的平均成毕业实习报告 18 本。总体上，风力发电成本将得到大幅降低。术装备国产化比例必然提高实现风力发电技术装备国产化的目的是提高我国风力发电装备的制造能力和技术水平，降低风力发电成本，提高市场竞争能力，为推动我国风力发电技术大规模商业化发展奠定基础。加大风力发电机组的国产化力度，一方面可为风力发电场建设采用国产设备提供优质廉价的选择；另一方面，也可迫使国外同类企业在参与我国市场竞争时大幅度降低产品价格。风力发电技术装备国产化的指导思想是以市场为导向，以工程为依托，在引进消化吸收国际先进技术的基础上，进行创新提高，开发具有自主知识产权的风力发电设备。实现风力发电机组国产化 70%，预计可降低风力发电机组成本 15%，在不改变其它条件的前提下，可使风力发电成本降至全部实现风力发电机组国产化，预计可降低风力发电机组成本 30%，在不改变其它条件的前提下，可使风力发电成本降至此，国家必须加大科研开发投资力度，在目前条件下以风力发电场建设投资比例支持我国的风力发电技术科研开发和国产化是适宜的。其重要意义不仅仅在于降低风力发电成本，还将推动我国风力发电机组产业的形成，利用我们的优势走向国际市场。上风力发电悄然兴起并将成为重要能源形式海上有丰富的风能资源和广阔平坦的区域，使得近海风力发电技术成为近来研究和应用的热点。多兆瓦级风力发电机组在近海风力发电场的商业化运行是国内外风能利用的新趋势。国际上，到 2003年末，围绕欧洲海岸线，海上风力发电总装机 600中在丹麦、瑞典、荷兰和英国。目前最大的海上风力发电场是位于丹麦南海岸的量为 72台 2003年 12月开始发电。预计到 2010年，欧洲海上风力发电的装机容量将达到10000上风速大且稳定，利用小时数可达到 3000小时以上。同容量装机，海上比陆上成本增加 60%，电量增加 50%以上。随着风力发电的发展，陆地上的风机总数已经趋于饱和，海上风力发电场将成为未来发展的重点。海上发电是近年来国际毕业实习报告 19 风力发电产业发展的新领域，是“方向中的方向”。海上风能资源储量远大于陆地风能，储量 10亿且距离电力负荷中心很近。目前上海已开始海上风力发电项目的建设，到2010年，上海的风力发电总装机容量将达到 200 300兆瓦。为达到这一目标，第一座长距离跨海大桥东海大桥两侧将建成内地首个海上风力发电场。随着海上风力发电场技术的发展成熟，经济上可行，将来必然会成为重要的可持续能源。力发电机组不断向大型化发展随着现代风力发电技术发展的日趋成熟，风力发电机组正不断向大型化发展。 2002年前后，国际风力发

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