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张崇伟
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副教授   博士生导师   硕士生导师

性别: 男

毕业院校: 英国伦敦大学学院

学位: 博士

所在单位: 水利工程系

办公地点: 海岸和近海工程国家重点实验室

联系方式: 84708520转8403

电子邮箱: chongweizhang@dlut.edu.cn

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[流体知识小站] 关于风力发电的一些常识

    发布时间: 2020-10-15 点击次数:


1. 电站类型:
  ● 基荷电:满足电力市场的最低需求,很长时间可靠而连续发电,不出现中断
  ● 峰荷电:在电力增加的时候出现。包括燃气电站(稳定但涨价厉害)、风轮机(成本结构透明, 但风不能总刮,间歇性工作)
2. 关于风电:
  ● 人们可以选择开发或不开发风场,但不能创造风场
  ● 很难将紊流的动能转换为电能
3. 风轮机:
  ● 转子安装在水平轴上,与齿轮箱传动装置相连,使发电机变速
  ● 要发出符合电网要求的电来,发电机转速须是20-30转/秒
4. 风轮机更高的原因:
  ● 叶片越大越好,风力的转换量和转子扫过的面积成正比
  ● 地面附近风和树/建筑物之间相互作用,比高处风弱,高度从15米上升到61米时,风速增加25%
  ● 高处风畅通无阻,且不紊乱,能量转换效率更高
5. 风轮机的特性:
  ● 空气密度比海水小得多,虽然洋流速度比风速小,但海水密度大依然发电可观
  ● 高度增加时空气密度迅速下降,所以尽管高处风速稳定,但可供转换的能量不一定比低处多
  ● 电力公司希望确保叶片尽可能长,要使叶片旋转最低点距离地面较高,又进一步增加了塔架高度
  ● 功率对风速极度敏感,风的动能中只有不到59%的部分可被转换为电能
6. 风电场的选取:
  ● 风势稳定且风速大,最好在峰荷时段有强而稳定的风
  ● 有高压输电线可用(架设高压输电线成本高,且总会引起争议),或距服务市场不太远
  ● 如果在山区:在山脊线上排一排(山谷没风),破坏审美
  ● 如果在平地:需要很大规模(为减少风轮机周围的紊流,横排间隔3-4倍转子直径,纵列间隔10倍转子直径),工业化规模的风能是土地密集型的
  ● 不能在住宅附近:建筑物影响风、风轮机噪音很大、危害鸟类
  ● 因此,好的风电地点和油田、煤矿一样是不可替代的
7. 风电趋势:
  ● 海上风电:离岸风不受山/树/建筑物阻挡,比陆上风更可预测;离岸场所使用权的利益方少
  ● 开发低风速地带:地点的选择数量更多
  ● 虽然可从风能得到很大的功率,但是消费者不关心平均功率,只在乎在他们需要的时候一直有电,间歇性发电仍是风电的主要问题

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