风能要交的东西

1、1风能风能4.1.1 风能的特点 4.1.2 风能的基本特征4.1.3 风能资源概况2风能概述风是日常生活中非常熟悉的一种自然现象，虽然看不见摸不着，但是我们时时可以感到它的存在。据气象专家估算，一个来自海洋直径为800km的台风的能量相当于50万颗1945年在广岛爆炸的原子弹的能量。这说明风拥有巨大的能量，人们称其为“风能”。风能是指空气相对于地面做水平运动时所产生的动能，风能的大小取决于风速和空气密度。3风能的特点优点风能的蕴藏量巨大，是取之不尽、用之不竭的可再生资源；风能是太阳能的一种转化形式，只要有太阳存在，就可以不断地、有规律地形成风，周而复始的产生风能；风能在转化成电能的过程中，不

2、产生任何的有毒气体和废物，不会造成环境污染；分布广泛，无须运输，可以就地取材。4局限性首先在各种能源中，风能的含量极低。 其次是不稳定性。 地区差异大。 5风能的基本特征风能的基本特征包括: 风速、风级、风能密度等。6风速风的大小常用风的速度来衡量，风速是指单位时间内空气在水平方向上移动的距离。因为风是不恒定的，所以风速也经常变化，甚至瞬息万变。若在指定的一段时间内测得多次瞬时风速，将它平均计算起来，就得到平均风速。7风级风级是根据风对地面或海面物体影响而引起的各种现象，按照风力的强度等级来估计风力的大小。8风能密度风能密度是指单位时间内通过单位横截面积的风所含的能量，常以W/来表示。风能密度

3、是决定一个地方风能潜力的最方便、最有价值的指标。风能密度与空气密度和风速有直接关系。9风能密度风能密度的计算公式：式中，W为平均风能密度，W/；Vi为等级风速，m/s；Ni为等级风速V出现的次数；N为各等级风速出现的总次数；为空气密度，kg/m。10全球风能资源概况11全球风能资源概况全球风能资源丰富，而且风能分布很广，几乎覆盖所有的国家和地区。欧洲是世界风能利用最发达的地区，其风能资源非常丰富。北美洲地形开阔平坦，其风能资源主要分布于北美洲大陆中东部及其东西部沿海以及加勒比海地区。12我国风能资源概况我国风能资源非常丰富，仅次于俄罗斯和美国，居世界第三位。我国风能资源丰富的地区主要集中在北部

4、、西北、东北草原和戈壁滩。以及东南沿海地区和一些岛屿上，涵盖福建、广东、浙江、内蒙古、宁夏、新疆等省（自治区）。13我国风能资源概况14我国风能资源概况最大风能资源区 东南沿海及其岛屿。次最大风能资源区 位于内蒙古和甘肃北部。较大风能资源区 位于青藏高原、三北地区的北部和沿海。大风能资源区 位于黑龙江和吉林东部以及辽东半岛沿海。 15我国风能资源概况最小风能资源区 位于云贵川，甘肃、陕西南部，河南、湖南西部，福建、广东、广西的山区以及塔里木盆地。可季节利用的风能资源区 大风能资源区最小风能资源区地区以外的广大地区除上述地区以外，全国还有一部分地区风能缺乏，表现为风力小，难以被利用。16风力机简

5、介1718 1.风力机定义一、什么是风力机 2. 风力机分类 1.风轮 2.发电机二、风力机结构 3. 调向器 4.限速安全装置 5.塔架 19按结构形式： 水平轴风力发电机 垂直轴风力发电机 按功率： 微型：1kw一下 小型：1kw10kw 中型：10kw100kw 大型：100kw以上 2021风轮：轮毂：高强度叶片：微型风力机木质、塑料 小型风力机木质、金属、塑料、 含玻璃纤维的复合材料 中大型风力机 木质、含玻璃纤维的复合材料为什么风轮通常是三个叶片？22发电机：老式风力机：直流发电机逆变器交流电小型风力机：同步/异步交流发电机整流器逆变器 交流电中型大型风力机：异步交流发电机直接并入

6、交流电网兆瓦级风力机：同步交流发电机整流器逆变器 交流电23调向器： 侧风轮 尾舵 风向跟踪系统24限速安全装置：偏离风向超速保护原理：风轮轴偏离轴心。安置弹簧，风轮受力时 ，转动风轮使力矩与弹簧力矩平衡。利用气动阻力制动原理：减速板铰接在叶片端部，与弹簧连接，当铰接轴力矩大于弹簧力矩，绕轴转动形成扰流器，增加风阻。变桨距调速原理：风轮上的重锤在离心的作用下压缩弹簧，改变桨距角以降低转速。风力机工作原理25翼型绕流的力学分析影响升力阻力系数的因素实际叶片的受力分析风力机的工作性能26翼型绕流的力学分析27叶片受到的气流作用力F 可分解为与气流方向平行的Fx和与气流方向垂直的Fy，分别称为阻力和

7、升力。2829升阻比：k=Cy/Cx升力与阻力的计算公式：30影响升力阻力系数的因素翼型的影响攻角的影响雷诺数的影响叶片表面粗糙度的影响31翼型的影响32阻力：平板型弧板型流线型升力：平板型弧板型流线型33攻角的影响343536雷诺数的影响37Re越大，黏性作用越小，Cy值增加，Cx值减小，升阻比k变大38叶片表面粗糙度的影响39叶片表面不可能绝对光滑，把凹凸不平的波峰与波谷之间的高度平均值成为粗糙度，此值若越大，是Cx值变高，增加了阻力，而Cy基本不变。40实际叶片的受力分析41风力机叶片几何中的安装角：叶片叶根确定位置处翼型几何弦与叶片旋转平面所夹的角度4243风力机的工作性能44若风轮直

8、径为D，则45风能不可能全被风轮捕获而转换成机械能，设由风轮轴输出的功率为N（风轮功率），它与N0之比，称为风轮功率系数，用Cp表示。即:于是：Cp在0.2-0.5之间，最大值为0.593。46吹向风轮的蜂具有的功率为N0，风轮功率为：47风力机最终所发出的有效功率为：484.3 风力发电技术简介海上风力发电涡轮风力发电高空风力发电 低风速 风力发 电494.3.1 风力发电技术简介风力发电技术并网风电系统独立风电系统501、定义：风电机组直接与电网相连2、特点：规模较大的风力发电厂3、优点：建设工期短实际占地面积小运行管理自动化程度高4、缺陷：接入电网的比例不能超过10%，限制风电场向大型化

9、发展并网风电系统51521、定义：由于风力发电装置的不稳定性，风电系统需要配置充电装置，通过蓄电池等储能装置或与柴油机发电机组联合发电2、规模较小，可解决偏远地区供电问题独立的风电系统能不能通过独立的风电系统大规模产生工业用电呢？53优势：海上风更强更持续空间开阔不消耗水资源适宜大规模开发噪声污染小4.3.2 海上风力发电54远海风大没有支撑解决方法海上风力发电的难处海上风机支撑技术底部固定式支撑重力沉箱基础单桩基础三脚架基础悬浮式支撑技术浮筒式支撑半浸入式支撑554.3.3 高空风力发电56广东高空风能技术有限公司采取“风筝式”技术路线风筝作上下运动产生机械能57两种设想：一种是在空中建造发

10、电站，在高空发电然后利用电缆输送到地面Altaeros公司设计的一款高空涡轮风力发电机充满氦气浮动在空中58第二种是在高空建设传动设备，将风能转化成机械能后输送到地面，再由发电机转化为电。4.3.5 涡轮风力发电 遮蔽物做成合适的形状，以便其引导在外面相对流动较快的空气进入转子后面的区域。快速流动的空气加速缓慢移动的空气，使涡轮机叶片后的区域变成低气压，以吸纳更多的空气通过它们。1、添加空气罩2、采用新材料59风能存储技术风能储能器风力富余风力不足发电60风能电能水力势能机械能热能氢能化学能61电池储能电能以直流电形式存在 风力机 交流 直流 储能器充电次数受到限制 2000-3000次电池规

11、格 工作电压和储蓄容量保存环境 清洁干燥 温度适宜 通风良好62水力蓄能63仙居抽水蓄能电站飞轮蓄能以角速度绕轴线z转动的飞轮所具有的动能为：提高风能存储容量的途径：较大质量分布在距飞轮轴线的远端采用高强度的碳纤维材料，在保证强度，刚度的前提 下提高飞轮转速64压缩空气蓄能一、常规压缩空气蓄能（CAES）循环65二、电热冷联产压缩空气蓄能系统664.4.5热能的储存蓄冷蓄热67热能储存显热储存相变蓄热化学蓄热68显热储存随着工质温度升高而吸热，随着工质温度降度而放热的现象被称为显热； Q=Cm（t1-t2） 优点： 运行方式简单，成本低廉使用寿命长，热传导率高。缺陷： 1.为了提高蓄热量，一般

12、只有加大工质质量，一旦加 大工质质量就会增大蓄热装置的体积 2.工质温度变化范围扩大将增加热流的不稳定性，若 采用调节和控制装置就会提高运行成 本和复杂程度 69相变蓄热 原理：一般物质在由固态转变为液态，或由液相到固相时需要吸收或放出很大的潜热值，利用这一机理的蓄热装置称为相变蓄热器 聚乙烯蜡微粉 特点： 1.高储热密度 。 2.物质相变是在恒定温度下进行的。 70蓄冷技术水蓄冷冰蓄冷共晶盐相变蓄冷71水蓄冷： 显热蓄能，是一种较为经济的储存方式冰蓄冷： 1. 蓄能密度大，热损失减小。 2.温度低，冰水供给量小，降低运输功耗 3.温度几乎恒定，设备易标准化，系列化。缺陷： 冰蓄冷系统中制冷介

13、质在冰冷量交换器出口的温度低，降低 其工作性能系数（COP值）。72共晶盐共晶盐相变蓄冷共晶盐的相变温度较高，COP比冰蓄冷高30%73共晶盐蓄冷系统流程氢能（游离的分子氢）氢的储存高压储存低温液氢储存金属氢化物储存氢的制取常用电解水制取74电解水的方程式2H2O（通电）2H2+O275电解水制氢的风能储存系统4.5风能利用发展现状和趋势76风能的利用现状主要国家的政策和措施风力发电的发展趋势4.5.1 风能的利用现状技术上可利用的全球风能总量53X106亿度/年。我国可开发利用的风能居世界第三，仅次于俄罗斯和美国。世界风力发电装机容量平均每年大约以30%的速度增长。77世界风电现状78199

14、8-2014全球新装机容量1997-2014全球装机总容量371335MW2014全球装机容量前十国家2014全球装机容量在各大洲的分布我国风电现状 根据中国气象局第3次风能资源普查结果，我国陆上离地面10 m高度风能资源总储量为43.5亿kW，其中技术可开发量近3亿kW，在陆上离地面50 m高度，风能资源技术可开发量达到8亿kW，风电开发潜力巨大。（2014）1986 第一个风电厂（山东荣成）1995 自主研制600KW风力发电机组2002 全国微型、小型风力机组24.8万台（世界首位）2010 全国装机容量44733.29MW（世界首位）2014 全国装机容量114609MW（占全球31%

15、）794.5.2 主要国家的政策和措施德国： 1990强制购电法：政府直接补贴支持风电接入电网 2000可再生能源法：德国议会决定将于2020年彻底结束核电产业， 并于2050年实现80%的可再生能源发电目标。80美国： 1992能源政策法案：在联邦层次的对风能的优惠政策和补贴计划 2009经济复苏法案奥巴马：补贴、退税、可再生能源配额制度4.5.2 主要国家的政策和措施丹麦： 1976、1981、1990、1996、2012年先后公布了五次能源计划 第五次能源计划的最新目标：2020年实现50%电力由风电提供，2050年100%由可再生能源提供81中国： 1996年开始，先后启动了“乘风工程”、“双加工程”、“国债风电项目”、科技支撑计划 2006可再生能源法：国家鼓励和支持可再生能源并网发电 2007电网企业全额收购可再生能源电量监管办法：解决