桨距角和材料对风力发电功率的影响

1、    桨距角和材料对风力发电功率的影响    李契 吴昌义 付雯静 杨珂摘 要：本工作根据自制的yfl-1型多功能风力发电实验仪研究了影响风机输出功率的影响因素，为了弄清影响风力发电实验仪各个因素对输出功率的作用效果，得出了不同的风速对输出功率的效果显著，并自制了30°和60°浆距角的叶片，进行实验比较，同时制作料镁合金和铝合金的风轮叶片，进行相关的实验研究，澄清了风轮叶片的风速、风轮叶片的桨距角、叶片材料对风力发电输出功率的影响的规律，能够指导进行风力发电实验设备的开发和研究。关键词：风力发电 实验仪 输出功率 风速 桨距角：tm

2、614 ：a ：1672-3791（2018）07（c）-0036-021 论文研究背景及研究意义风能是可再生的清洁能源，资源分布广、总储量巨大，在一定的技术条件下，风能可作为一种重要的能源得到开发利用。随着对环境的保护更加重视，作为环保型能源的风能，未来的发展前景更为可观1。对风力发电实验仪的研制，特别是对风力发电实验仪的输出功率的研究，取得了一些实验和理论成果。耿耀辉等人2进行风轮叶尖速比与实验仪输出功率关系实验，分析了影响实验仪输出功率的因素。但是在叶片的材料和浆距角对输出功率的影响上，目前在国内报道的比较少3。本项目将風力发电实验仪进行了改进和设计，设计出不同材料和桨距角的叶片，并研究

3、了其对风力发电输出功率的影响。2 研究过程和方法本工作的所有的测量全部在自制的yfl-1型多功能风力发电实验仪上进行，采用两种不同浆距角和镁以及铝材料的叶片，进行实验。风机电压是220v，负载正常工作后为5v，电流为1a，风速测量采用风速仪进行测量。3 实验结果和讨论3.1 风速对风力发电机输出功率的影响用风速仪测量出轨道上不同在位置的风速，移动风力发电滑块到不同风速位置上，观察不同叶片转动时双显表上的电流电压大小，将测试数据记录汇总并得到图1。由此可见，在风速较小时，由于摩擦阻力或其他阻力导致的内部阻碍作用，输出功率几乎为零。在风速超过4m/s之后，发电机的输出功率随风速的增加而增加，输出功

4、率与风速是成正相关的关系。3.2 叶片特性对风力发电机输出功率的影响该实验采用控制变量法，在测量风速与风力发电机输出功率关系时以型号为1，叶片数量为6、桨距角为30°，叶片长度为17.5cm的铝制和镁制风轮叶片进行实验对比。3.2.1 叶片桨距角对风力发电机输出功率的影响将测试数据记录汇总得到图2。由图2可以得出，桨距角对风机的输出功率无较大影响。不同风速下，桨距角为15°时的风机输出功率略大于桨距角为30°时的风机输出功率，尤其在风速较强时，更加显著。经过分析，认为不同的桨距角直接决定的是叶片迎风面积的大小，可能在高风速时，面积越打，输出功率越高。3.2.2 叶

5、片材料对风力发电机输出功率的影响其他变量不变，设计了镁和铝不同材料叶片下的发电机输出功率值，并将数据记录整理得到图3。由此可见，铝制叶片相比于镁制叶片，其风机输出功率略高。相对而言，可能密度越大的材料的输出功率越大。而且，这种差距在风速越大的时候，表现的越显著。4 结语经过分析和整理，最终我们认为风速和叶片的材料对风力发电仪的输出功率产生影响。其中风速是直接影响输出功率的主要因素之一。另外，通过对叶片特性的分析，认为叶片桨距角对输出功率影响不大，而叶片的材质会产生显著影响。影响的具体原因主要是叶片的密度，叶片密度越大，惯性越大，能量损耗越低。参考文献1 罗承先.世界风力发电现状与前景预测j.中外能源，2012，17（3）：24-31.2 耿耀辉，张颖涛，孙佩雄，