第1章 风能及其应用 《风能利用》课件.ppt

风能利用 宋 俊 编著 第1章 风能及其应用 1.1风 1.2 风能的利用 1.3风力发电概述 1.1风 风是空气流动的结果。在地球上，主要表现为大气环流、季风环流和局地环流。大气环流是由于地球绕太阳运转过程中日地距离和方位不同，在地球上造成的大尺度风带；季风环流是在一个大范围地区内，随着季节不同有规律转变方向的气流；局地环流则是小范围内由日夜温差引起的气流变化，如海陆风、山谷风等。 1.1.1 风速和风向 1. 风速 空气在单位时间内所流过的距离； 2．风向 风速在2m/s以上的风的流动方向； 3．平均风速 在某个时距内空间某点上各瞬时风速的平均值； 4．极端风速 在某个重现周期中，t s时距内的最高平均风速，国际标准采用的重现周期为50年或1年； 5．阵风 超过平均风速的突然和短暂的风速变化。 1.1.2风力等级 1.1.3风的测量 1.1.4 风功率 1.1.5 风频特性 1.1.6风切变 1.1.7 湍流 湍流是指短时间内（一般小于10min）的风速波动。风速可以认为是长时间作用的平均风速与短时间作用的湍流之和，可能在长时间内湍流矢量和为零，但在短时间内会引起风速的突然变化。 1.1.8 风能资源 1.2 风能的利用 1.3风力发电概述 目前主要的风能利用领域是风力发电，特别是并网发电。风力提水、风力制热也可以利用电能间接实现。风力发电的设备是风力发电机组。风力发电机组（简称风电机组、机组）是将风的动能转换成电能的系统。 风力发电机组的基本参数是风轮直径（或风轮扫掠面积）和额定功率。风轮直径决定机组能够在多大的范围内获取风中蕴含的能量。额定功率是正常工作条件下，风力发电机组的设计要达到的最大连续输出电功率，单位为kW或MW。 1.3.2风电机组的分类 1. 按风力机额定功率分 可分为： （1）小型： （2）中型： （3）大型： 2.按发电机的转速分（1）高速发电机型 （2）低速发电机型 （3）中速发电机型3.按风力机转速变化分（1）恒速 （2）多态恒速 （3）变速   1.3.3供电方式 1.离网供电 2.微网供电 3. 并网供电 * * 风功率（W） 风功率是指单位时间内，以速度垂直流过 截面A的气流所具有的动能。 风功率密度（W/ m2） 1.风向频率 2.风速频率 3.风玫瑰图 很好 11.9 800~2000 11.0 640~1600 9.4 400~1000 7 很好 8.8 600~800 8.2 480~640 7.0 300~400 6 很好 8.0 500~600 7.4 400~480 6.4 250~300 5 好 7.5 400~500 7.0 320~400 6.0 200~250 4 较好 7.0 300~400 6.5 240~320 5.6 150~200 3 6.4 200~300 5.9 160~240 5.1 100~150 2 5.6 200 5.1 160 4.4 100 1 年平均风速参考值/（m/s） 风功率密度/（W/m2） 年平均风速参考值/（m/s） 风功率密度/（W/m2） 年平均风速参考值/（m/s） 风功率密度/（W/m2） 应用于并网风力发电 50m高度 30m高度 10m高度 风功率密度等级 1.3.1风电机组结构和基本参数