新能源发电技术 电子课件 3.1 风资源与风能利用基础

3.1风资源与风能利用基础任课老师：2018年06月目录Contents风的形成风的常见形式风向

风速风能风电厂选址原则3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.6目录Contents风的形成风的常见形式风向

风速风能风电厂选址原则3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.63.1.1风的形成

由于地球上不同高度处大气层压力分布不均以及地球自转的影响，空气处于永不停息的运动状态，空气的流动即形成了风。3.1.1风的形成

大气环流是地球大气层内气流沿着稳定的路径进行不同规模运动的总称。A.太阳辐射强度的差异空气受热膨胀上升单圈环流空气受冷压缩下降3.1.1风的形成B.地球自转的影响热带-赤道信风圈中纬盛行西风圈极地东风圈目录Contents风的形成风的常见形式风向

风速风能风电厂选址原则3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.63.1.1风的形成C.海陆间热力性质的差异D.地表地形起伏

夏季，由于海陆热容量不同，陆地升温快，陆地相对低压，海洋相对高压，地表空气从海洋流向陆地。冬季则相反。夏季青藏高原

青藏高原相对于四周自由大气来说，夏季时高原面是热源，冬季时是冷源，这种热力效应对南亚和东亚季风环流的形成、发展和维持有重要影响。3.1.2风的常见形式

由于海陆热容量差异，在大陆和海洋之间形成的大范围的、风向以及气压分布随季节有规律变化的风，称为季风。季风3.1.2风的常见形式（热带地区）白天（海风）夜晚（陆风）风速4-7m/s1-3m/s水平伸展50-100km20-30km向上伸展1-2km200-300m白天吹海风，夜晚吹陆风，一般情况下海风更强盛。在温度日变化明显和昼夜温差比较大的地区，海陆风表现得更为强盛。B.海陆风3.1.2风的常见形式山坡和山谷接受的热辐射量差异导致山坡和山谷间形成温差，从而形成山谷风。山谷越深，温差越大，山谷风越强盛。C.山谷风目录Contents风的形成风的常见形式风向

风速风能风电厂选址原则3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.63.1.3风向气象台观测：45°划分用8个方位表示陆地观测：22.5°划分用16个方位表示海面上观测：10°划分用36个方位表示高空中风向：用角度表示，北风（N）是0°，东风（E）是90°风向：风吹来的方向A.表示方法3.1.3风向风向标结构风向标的设计要求：足够的灵敏度（快速反应）一定的稳定性（惯性摆动小）常见的几种风向标：双叶型、菱形、流线型和单叶型B.测量方法3.1.3风向风向频率：

一段观测时间内，风在每一方位出现的次数除以总的观测次数。风向玫瑰图（风频图）C.统计特性目录Contents风的形成风的常见形式风向

风速风能风电厂选址原则3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.63.1.4风速风力等级风的名称风速陆地现象海面状态(m/s)(km/h)0无风0-0.2小于1静，烟直上。平静如镜1软风0.3-1.51-5烟能表示风向，但风向标不能转动。微浪2软风1.6-3.36-11人面感觉有风，树叶有微响，风向标能转动。小浪3微风3.4-5.412-19树叶及微枝摆动不息，旗帜展开。小浪4和风5.5-7.920-28能吹起地面灰尘和纸张，树的小枝微动。轻浪5清劲风8.0-10.729-38有的小树枝摇摆。内陆水面有小波。中浪6强风10.8-13.839-49大树枝摆动，电线呼呼有声，举伞困难。大浪7疾风13.9-17.150-61全树摇动，迎风步行感觉不便。巨浪8大风17.2-20.762-74微枝折毁，人向前行感觉阻力甚大。猛浪9烈风20.8-24.475-88建筑物有损坏（烟囱顶部及屋顶瓦片移动）。狂涛10狂风24.5-28.489-102陆上少见，见时可使树木拔起将建筑物损坏严重。狂涛11暴风28.5-32.6103-117陆上少见，有则必有重大损毁。非凡现象12飓风32.7-36.9118-133陆上少见，其摧毁力极大。非凡现象13-17飓风37.0-61.2134-220陆上少见，其摧毁力极大。非凡现象A.风速与风级

3.1.4风速B.风速的测量a)旋转式风速计

3.1.4风速B.风速的测量b)压差式风速计静压探头总压出气静压出气总压探头毕托管风速计

v为风速，p0、p分别为总压和静压，ρ为空气密度3.1.4风速B.风速的测量c)热线式风速计原理：

利用一根被加热的金属丝置于空气中，散热速率与周围空气的流速有关的特性来测量风速。3.1.4风速C.风速的脉动脉动风速=瞬时风速-平均风速

σ为脉动风速的方差湍流强度：

风速记录3.1.4风速D.风速的统计特性风速频率：一段观测时间内某一风速出现的时间与总刮风时间之比目录Contents风的形成风的常见形式风向

风速风能风电厂选址原则3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.6平均风能密度3.1.5风能A.风能的计算风能密度:气体在单位时间内通过单位横截面积的风能的大小

有效风能密度

3.1.5风能B.风能资源的分布世界风能资源主要集中在沿海地区和开阔大陆的收缩地带。3.1.5风能B.风能资源的分布目录Contents风的形成风的常见形式风向

风速风能风电厂选址原则3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.63.1.6风电厂选址原则选