產(chǎn)品詳情
小型風力發(fā)電機介紹
一，小型風力發(fā)電機的使用條件
小型風力發(fā)電機一般應(yīng)在風力資源較豐富的地區(qū)使用。即年平均風速在3m／s以上，全年3-20m／s有效風速累計時數(shù)3000h以上；全年3-20m／s平均有效風能密度lOOW／m2以上。在選擇使用風力發(fā)電機時，要做到心中有數(shù)，避免盲目性，這樣才能充分地利用當?shù)氐娘L力資源，最大限度地發(fā)揮風力發(fā)電機的效率，取得較高的經(jīng)濟效益。
應(yīng)該指出的是，在風力資源豐富地區(qū)，最好選擇風機額定設(shè)計風速與當?shù)刈罴言O(shè)計風速相吻合的風力發(fā)電機。如能做到這一點無論是從風力機的選擇上，還是利用風力資源的經(jīng)濟意義上都有重要的意義。風洞試驗證明，風輪的轉(zhuǎn)換功率與風速的立方成正比，也就是說，風速對功率影響最大。例如，在當?shù)刈罴言O(shè)計風速為6m／s的地區(qū)，安裝一臺額定設(shè)計風速為8m／s的風力發(fā)電機，結(jié)果其年額定輸出功率只達到原設(shè)計輸出功率的42％，也就是說，風力發(fā)電機額定輸出功率較設(shè)計值降低了58%。若選用的風力發(fā)電機額定設(shè)計風速越高，那么其額定功率輸出的效果就越加不理想。但也必須指出，風力發(fā)電機額定設(shè)計風速偏低，其風輪直徑、電機相對要增大，整機造價相應(yīng)也就加大．從制造和產(chǎn)品的經(jīng)濟意義上考慮都是不合算的。
二，小型風力發(fā)電執(zhí)使用的一般要求
目前，小型風力發(fā)電機都采用蓄電池貯能，家用電器的用電都由蓄電池提供。所以，用電時總的原則是，蓄電池放電后能及時由風力發(fā)電機給以補充。也就是說，蓄電池充入的電量和用電器所需消耗的電量要大致相等(一般以日計算)。下面舉一例說明這一問題：某地區(qū)使用了一臺風力發(fā)電機，額定風速輸出功率為IOOW,假設(shè)，該地區(qū)某日相當于額定風速的風力吹刮時數(shù)連續(xù)為4h，則該風機日輸出并貯存到蓄電池里的能量為400Wh?？紤]到鉛蓄電池的轉(zhuǎn)換效率為70%，則用戶用電器實際可利用的能量280Wh。如果該用戶使用的電器有：
(1)15W燈泡兩只，使用4h，耗能為120Wh；
(Z)35W電視機一臺，使用3h，耗能為105Wh；
(3)15W收錄機一臺，使用4h，耗能為60Wh。
以上總耗能為285Wh。
這樣，用電器日總耗能比風力發(fā)電機所能提供的能量超出了5Wh，也就是出現(xiàn)了所謂的“入不付出”用電；這種入不付出的用電，將會使蓄電池處在虧電的狀態(tài)下工作。如果經(jīng)常長時間地這么用電，將會使蓄電池嚴重虧電而損壞，縮短其使用壽命。
上例，是假定風力發(fā)電機在額定風速狀擊下的用電情況，而實際上，由于風的多變性，間歇性，風既有大小的不同(風速)又有吹刮時間長短的不同(風頻)。所以，在使用用電器時要做到風況好時可適當多用電，風況差時少用電。這就需要用戶在使用時認真總結(jié)經(jīng)驗。
另外，有條件的地區(qū)和用戶可備一臺千瓦級的柴油發(fā)電機組，當風況差的時候給蓄電池補充充電，做到蓄電池不間斷地供電。
三，小型風力發(fā)電機的合理配套
小型風力發(fā)電機發(fā)出的電能首先經(jīng)過蓄電池貯存起來，然后再由蓄電池向用電器供電。所以，必須認真科學(xué)地考慮，風力發(fā)電機功率與蓄電池容量的合理匹配和靜風期貯能等問
題。目前，小型風力發(fā)電機與蓄電池容量一般都是按照輸入和輸出相等，或輸入大于輸出的原則進行匹配的。即：100W風力發(fā)電機匹配120Ah蓄電池(60Ah2塊)；200W風力發(fā)電機匹配120-180Ah蓄電池(60或90Ah2塊)；300W風力發(fā)電機匹配240Ah蓄電(120Ah2塊)；750W風力發(fā)電機匹配240Ah蓄電池(120Ah2塊)；1000W風力發(fā)電機匹配360Ah蓄電池（120Ah3塊）。
實踐證明：如果匹配的蓄電池容量不符合風力發(fā)電機發(fā)出能量的要求，將會產(chǎn)生下列問題：
（1）蓄電池容量過大時，風力發(fā)電機發(fā)出的能量不能保證及時地給蓄電池充足電，致使蓄電池經(jīng)常處于虧電狀態(tài)?？s短蓄電池使用壽命。另外，蓄電池容量大，價格和使用費用隨之增大，給經(jīng)濟上也造成不必要的浪費。
（2）蓄電池容量過小時，會使蓄電池經(jīng)常處于過充電狀態(tài)。如因充足電而停止風力發(fā)電機的工作會嚴重影響風機工作效率。蓄電池長期過充電將會使蓄電池早期損壞，縮短使用壽命。
另外，小型風力發(fā)電機的合理匹配，用電器的套配也是一項可忽視的內(nèi)容。在選配用電器時也應(yīng)按照蓄電池與風力發(fā)電機的匹配原則進行。即選配的用電器耗用的能量要與風力發(fā)電機輸出的能量相匹配。但應(yīng)指出的是，匹配指標所強調(diào)是“能量”，不要混淆為功率。在選用用電器時，還必須注意電壓制的要求，目前，小型風力發(fā)電機配電箱上配有12V、24V和電視機專用插座，用戶使用時，要針對用電器所要求的電壓值選用相應(yīng)的插座，電視機應(yīng)專門插在電視機插座上。
如果使用的是交流用電設(shè)備，則必須備置能夠滿足其功率要求的“逆變器”將蓄電池的直流電轉(zhuǎn)變成電壓為220V，頻率為50Hz的交流電才能使用。
第二節(jié) 小型風力發(fā)電機安裝場址的選擇
小型風力發(fā)電機安裝場址的選擇非常重要。性能很高的風力發(fā)電機，假如沒有風，它也不會工作，而性能稍差一些的風力發(fā)電機，如果安裝場址選擇得好，也會使它充分發(fā)揮作用。關(guān)于小型風力發(fā)電機的選址條件包含著非常復(fù)雜的因素，美國等一些國家，特為此出版了有關(guān)風力機場址選擇的專著。原則上，在一年之中極強風及紊流少的地點應(yīng)算最好，但有時很難選出這樣的地點。
一、場址選擇原則
1.場址應(yīng)選擇風能豐富區(qū)前面己介紹，風力發(fā)電機安裝地點的年平 均風速越大越好，其大體上
數(shù)字是：年平 均風速3m／s以上，3-20m／s有效風速累計時效3000h以上，全年3一20m／s平均有效風能密度100W／m2以上。只要能滿足第一個條件，小型風力發(fā)電機在經(jīng)濟上便可認為是合算的。
2.場址應(yīng)具有較穩(wěn)定的盛行風向。盛行風向是指出現(xiàn)頻率最高的風向，氣象上風向一般用16個方位表示。每個方位箭頭的長度和數(shù)字是該風向的平均風速，并可形象地繪制出風玫瑰。
從風玫瑰圖中看出，盛行風向為西南風（平均風速11.7m／s）、南西南風(平均風11.5m／s)和東北風(平均風速5．9m／s)。我國是季風較強的國家，不同季節(jié)盛行風向還要變化。選址對希望盛行風向較穩(wěn)定，便于考慮地形的有利影響。
3．風機高度范圍內(nèi)“風切變”要小(風剪切要小) “風切變”是指短距離內(nèi)風速、風向的較大變化。圖4-3所示為平頂山脊頂?shù)娘L切變，圖中的影區(qū)說明因氣流分離使風速下降，分離區(qū)上部為強切變區(qū)。風機如安在此影區(qū)，葉片將在不等速風中旋轉(zhuǎn)，葉片受載不均勻， 風向的16個方位圖
風玫瑰圖降低性能，縮短風機使用壽命。所以風機應(yīng)避開此強切變區(qū)，安在迎風坡上，或提高塔架。
4.應(yīng)考慮氣象因素的影響
（1） 紊流。所謂紊流是指氣流速度的急劇變化，包括風向的變化。通
常這兩種因素混在一起出現(xiàn)。紊流能影響風力發(fā)電機功率的輸出，同時使整個裝置振動，損壞風機。小型紊流多數(shù)是因地面障礙物的影響而產(chǎn)生的，因此在安裝風力發(fā)電機時，必須躲開這種地區(qū)。
（2） 極強風。海上風速可達30m／s以上，內(nèi)陸有時也大于20m／s時稱為極強風。風力發(fā)電機的安裝場址當然要選擇風速大
平頂山脊頂?shù)?/span>風場變
的地方，但在易出現(xiàn)極強風的地區(qū)使用風機，要求機組具有足夠的強度，一旦遇有極強風，風力發(fā)電機便成為被襲擊的對象。
（3）結(jié)冰和粘雪。在山地和海陸交界處設(shè)置的風力發(fā)電機，容易結(jié)冰和粘雪。葉片一旦結(jié)了冰，其重量分布便會發(fā)生變化，同時翼形的改變，又會引起激烈的振動，甚至發(fā)生破壞。
（4）雷。因為風力發(fā)電機在沒有障礙物的平坦地區(qū)安裝得較高，所以經(jīng)常發(fā)生雷擊事故，為此風機最好增設(shè)防雷裝置。
（5）鹽霧損害。在距海岸線10-15km以內(nèi)的地區(qū)安裝風力發(fā)電機，必須采取防鹽霧損害的措施。因為鹽霧能腐蝕葉片等金屬部分，并且會破壞裝置內(nèi)部的絕緣體。
(6)塵砂。在塵砂多的地區(qū)，風力發(fā)電機葉片壽命明顯縮短。其防護的方法，通常是防止槳葉前緣的損傷，對前緣表面進行處理?？墒菈m砂有時也能侵入機械內(nèi)部，使軸承和齒輪機構(gòu)等機械零件受到破壞。在工廠區(qū)，空氣中浮游著的有害氣體，也會腐蝕風力機的金屬部分，應(yīng)加以注意。
二，平坦地形的場址選擇
根據(jù)能同時表示風向和風速關(guān)系的風玫瑰圖，如果在風向最多的上風側(cè)沒有障礙物，一般都可以認為這個地點為平地。所謂在平地上安裝風力發(fā)電機的情況，應(yīng)考慮以下兩個條件：
（1）以設(shè)置地點為中心，在半徑為1km的圓內(nèi)，應(yīng)沒有障礙物。
（2）假使有障礙物時，風力機的高度應(yīng)為障礙物最高處高度的三倍以上。此條件極為嚴格，但對小型風力發(fā)電機可以放寬些(例如也可以把半徑定為400m)。
三，山脊或山頂?shù)匦蔚膱鲋愤x擇
山脊和山頂有自然的高塔作用，并且氣流隨著靠近山脊，由于風洞效應(yīng)，氣流近似為流線而得到加速，能量也隨之增大?？墒?，風向和山脊構(gòu)成的方向?qū)?/span>
一，小型風力發(fā)電機的使用條件
小型風力發(fā)電機一般應(yīng)在風力資源較豐富的地區(qū)使用。即年平均風速在3m／s以上，全年3-20m／s有效風速累計時數(shù)3000h以上；全年3-20m／s平均有效風能密度lOOW／m2以上。在選擇使用風力發(fā)電機時，要做到心中有數(shù)，避免盲目性，這樣才能充分地利用當?shù)氐娘L力資源，最大限度地發(fā)揮風力發(fā)電機的效率，取得較高的經(jīng)濟效益。
應(yīng)該指出的是，在風力資源豐富地區(qū)，最好選擇風機額定設(shè)計風速與當?shù)刈罴言O(shè)計風速相吻合的風力發(fā)電機。如能做到這一點無論是從風力機的選擇上，還是利用風力資源的經(jīng)濟意義上都有重要的意義。風洞試驗證明，風輪的轉(zhuǎn)換功率與風速的立方成正比，也就是說，風速對功率影響最大。例如，在當?shù)刈罴言O(shè)計風速為6m／s的地區(qū)，安裝一臺額定設(shè)計風速為8m／s的風力發(fā)電機，結(jié)果其年額定輸出功率只達到原設(shè)計輸出功率的42％，也就是說，風力發(fā)電機額定輸出功率較設(shè)計值降低了58%。若選用的風力發(fā)電機額定設(shè)計風速越高，那么其額定功率輸出的效果就越加不理想。但也必須指出，風力發(fā)電機額定設(shè)計風速偏低，其風輪直徑、電機相對要增大，整機造價相應(yīng)也就加大．從制造和產(chǎn)品的經(jīng)濟意義上考慮都是不合算的。
二，小型風力發(fā)電執(zhí)使用的一般要求
目前，小型風力發(fā)電機都采用蓄電池貯能，家用電器的用電都由蓄電池提供。所以，用電時總的原則是，蓄電池放電后能及時由風力發(fā)電機給以補充。也就是說，蓄電池充入的電量和用電器所需消耗的電量要大致相等(一般以日計算)。下面舉一例說明這一問題：某地區(qū)使用了一臺風力發(fā)電機，額定風速輸出功率為IOOW,假設(shè)，該地區(qū)某日相當于額定風速的風力吹刮時數(shù)連續(xù)為4h，則該風機日輸出并貯存到蓄電池里的能量為400Wh?？紤]到鉛蓄電池的轉(zhuǎn)換效率為70%，則用戶用電器實際可利用的能量280Wh。如果該用戶使用的電器有：
(1)15W燈泡兩只，使用4h，耗能為120Wh；
(Z)35W電視機一臺，使用3h，耗能為105Wh；
(3)15W收錄機一臺，使用4h，耗能為60Wh。
以上總耗能為285Wh。
這樣，用電器日總耗能比風力發(fā)電機所能提供的能量超出了5Wh，也就是出現(xiàn)了所謂的“入不付出”用電；這種入不付出的用電，將會使蓄電池處在虧電的狀態(tài)下工作。如果經(jīng)常長時間地這么用電，將會使蓄電池嚴重虧電而損壞，縮短其使用壽命。
上例，是假定風力發(fā)電機在額定風速狀擊下的用電情況，而實際上，由于風的多變性，間歇性，風既有大小的不同(風速)又有吹刮時間長短的不同(風頻)。所以，在使用用電器時要做到風況好時可適當多用電，風況差時少用電。這就需要用戶在使用時認真總結(jié)經(jīng)驗。
另外，有條件的地區(qū)和用戶可備一臺千瓦級的柴油發(fā)電機組，當風況差的時候給蓄電池補充充電，做到蓄電池不間斷地供電。
三，小型風力發(fā)電機的合理配套
小型風力發(fā)電機發(fā)出的電能首先經(jīng)過蓄電池貯存起來，然后再由蓄電池向用電器供電。所以，必須認真科學(xué)地考慮，風力發(fā)電機功率與蓄電池容量的合理匹配和靜風期貯能等問
題。目前，小型風力發(fā)電機與蓄電池容量一般都是按照輸入和輸出相等，或輸入大于輸出的原則進行匹配的。即：100W風力發(fā)電機匹配120Ah蓄電池(60Ah2塊)；200W風力發(fā)電機匹配120-180Ah蓄電池(60或90Ah2塊)；300W風力發(fā)電機匹配240Ah蓄電(120Ah2塊)；750W風力發(fā)電機匹配240Ah蓄電池(120Ah2塊)；1000W風力發(fā)電機匹配360Ah蓄電池（120Ah3塊）。
實踐證明：如果匹配的蓄電池容量不符合風力發(fā)電機發(fā)出能量的要求，將會產(chǎn)生下列問題：
（1）蓄電池容量過大時，風力發(fā)電機發(fā)出的能量不能保證及時地給蓄電池充足電，致使蓄電池經(jīng)常處于虧電狀態(tài)?？s短蓄電池使用壽命。另外，蓄電池容量大，價格和使用費用隨之增大，給經(jīng)濟上也造成不必要的浪費。
（2）蓄電池容量過小時，會使蓄電池經(jīng)常處于過充電狀態(tài)。如因充足電而停止風力發(fā)電機的工作會嚴重影響風機工作效率。蓄電池長期過充電將會使蓄電池早期損壞，縮短使用壽命。
另外，小型風力發(fā)電機的合理匹配，用電器的套配也是一項可忽視的內(nèi)容。在選配用電器時也應(yīng)按照蓄電池與風力發(fā)電機的匹配原則進行。即選配的用電器耗用的能量要與風力發(fā)電機輸出的能量相匹配。但應(yīng)指出的是，匹配指標所強調(diào)是“能量”，不要混淆為功率。在選用用電器時，還必須注意電壓制的要求，目前，小型風力發(fā)電機配電箱上配有12V、24V和電視機專用插座，用戶使用時，要針對用電器所要求的電壓值選用相應(yīng)的插座，電視機應(yīng)專門插在電視機插座上。
如果使用的是交流用電設(shè)備，則必須備置能夠滿足其功率要求的“逆變器”將蓄電池的直流電轉(zhuǎn)變成電壓為220V，頻率為50Hz的交流電才能使用。
第二節(jié) 小型風力發(fā)電機安裝場址的選擇
小型風力發(fā)電機安裝場址的選擇非常重要。性能很高的風力發(fā)電機，假如沒有風，它也不會工作，而性能稍差一些的風力發(fā)電機，如果安裝場址選擇得好，也會使它充分發(fā)揮作用。關(guān)于小型風力發(fā)電機的選址條件包含著非常復(fù)雜的因素，美國等一些國家，特為此出版了有關(guān)風力機場址選擇的專著。原則上，在一年之中極強風及紊流少的地點應(yīng)算最好，但有時很難選出這樣的地點。
一、場址選擇原則
1.場址應(yīng)選擇風能豐富區(qū)前面己介紹，風力發(fā)電機安裝地點的年平 均風速越大越好，其大體上
數(shù)字是：年平 均風速3m／s以上，3-20m／s有效風速累計時效3000h以上，全年3一20m／s平均有效風能密度100W／m2以上。只要能滿足第一個條件，小型風力發(fā)電機在經(jīng)濟上便可認為是合算的。
2.場址應(yīng)具有較穩(wěn)定的盛行風向。盛行風向是指出現(xiàn)頻率最高的風向，氣象上風向一般用16個方位表示。每個方位箭頭的長度和數(shù)字是該風向的平均風速，并可形象地繪制出風玫瑰。
從風玫瑰圖中看出，盛行風向為西南風（平均風速11.7m／s）、南西南風(平均風11.5m／s)和東北風(平均風速5．9m／s)。我國是季風較強的國家，不同季節(jié)盛行風向還要變化。選址對希望盛行風向較穩(wěn)定，便于考慮地形的有利影響。
3．風機高度范圍內(nèi)“風切變”要小(風剪切要小) “風切變”是指短距離內(nèi)風速、風向的較大變化。圖4-3所示為平頂山脊頂?shù)娘L切變，圖中的影區(qū)說明因氣流分離使風速下降，分離區(qū)上部為強切變區(qū)。風機如安在此影區(qū)，葉片將在不等速風中旋轉(zhuǎn)，葉片受載不均勻， 風向的16個方位圖
風玫瑰圖降低性能，縮短風機使用壽命。所以風機應(yīng)避開此強切變區(qū)，安在迎風坡上，或提高塔架。
4.應(yīng)考慮氣象因素的影響
（1） 紊流。所謂紊流是指氣流速度的急劇變化，包括風向的變化。通
常這兩種因素混在一起出現(xiàn)。紊流能影響風力發(fā)電機功率的輸出，同時使整個裝置振動，損壞風機。小型紊流多數(shù)是因地面障礙物的影響而產(chǎn)生的，因此在安裝風力發(fā)電機時，必須躲開這種地區(qū)。
（2） 極強風。海上風速可達30m／s以上，內(nèi)陸有時也大于20m／s時稱為極強風。風力發(fā)電機的安裝場址當然要選擇風速大
平頂山脊頂?shù)?/span>風場變
的地方，但在易出現(xiàn)極強風的地區(qū)使用風機，要求機組具有足夠的強度，一旦遇有極強風，風力發(fā)電機便成為被襲擊的對象。
（3）結(jié)冰和粘雪。在山地和海陸交界處設(shè)置的風力發(fā)電機，容易結(jié)冰和粘雪。葉片一旦結(jié)了冰，其重量分布便會發(fā)生變化，同時翼形的改變，又會引起激烈的振動，甚至發(fā)生破壞。
（4）雷。因為風力發(fā)電機在沒有障礙物的平坦地區(qū)安裝得較高，所以經(jīng)常發(fā)生雷擊事故，為此風機最好增設(shè)防雷裝置。
（5）鹽霧損害。在距海岸線10-15km以內(nèi)的地區(qū)安裝風力發(fā)電機，必須采取防鹽霧損害的措施。因為鹽霧能腐蝕葉片等金屬部分，并且會破壞裝置內(nèi)部的絕緣體。
(6)塵砂。在塵砂多的地區(qū)，風力發(fā)電機葉片壽命明顯縮短。其防護的方法，通常是防止槳葉前緣的損傷，對前緣表面進行處理?？墒菈m砂有時也能侵入機械內(nèi)部，使軸承和齒輪機構(gòu)等機械零件受到破壞。在工廠區(qū)，空氣中浮游著的有害氣體，也會腐蝕風力機的金屬部分，應(yīng)加以注意。
二，平坦地形的場址選擇
根據(jù)能同時表示風向和風速關(guān)系的風玫瑰圖，如果在風向最多的上風側(cè)沒有障礙物，一般都可以認為這個地點為平地。所謂在平地上安裝風力發(fā)電機的情況，應(yīng)考慮以下兩個條件：
（1）以設(shè)置地點為中心，在半徑為1km的圓內(nèi)，應(yīng)沒有障礙物。
（2）假使有障礙物時，風力機的高度應(yīng)為障礙物最高處高度的三倍以上。此條件極為嚴格，但對小型風力發(fā)電機可以放寬些(例如也可以把半徑定為400m)。
三，山脊或山頂?shù)匦蔚膱鲋愤x擇
山脊和山頂有自然的高塔作用，并且氣流隨著靠近山脊，由于風洞效應(yīng)，氣流近似為流線而得到加速，能量也隨之增大?？墒?，風向和山脊構(gòu)成的方向?qū)?/span>
