风机理论知识介绍.pptxVIP

;1、风能利用的历史; 19世纪中叶以后，美国大规模开发西部，为了解决人畜饮水问题，制造了金属叶片的风轮，驱动活塞泵用于提水，成为有名的美国农场风车（如下图一所示），拥有量曾达到600万台。 中国创造的立帆式垂直轴风轮，是将8个帆各编在一个直立的杆上，各帆的正中上端则各由一绳系之，当地称此为走马灯式风车（如下图二所示）。 ;; 在蒸汽机出现之前，风力机械是动力机械的一大支柱，其后随着煤、石油、天然气的大规模开采和廉价电力的获得，各种曾经被广泛使???的风力机械，由于成本高，效率低，使用不方便等，无法与蒸汽机、内燃机和电动机等相竞争，渐渐被淘汰。例如荷兰现存几百座风车，被作为文物保护起来，成为旅游景观。 到了19世纪末，开始利用风力发电，这在解决农村电气化方面显示了重要的作用，特别是20世纪70 年代以后利用风力发电更进入一个蓬勃发展的阶段。 ;2、风力发电的发展;2.2 风力发电的运行方式 风力发电的运行方式主要有两类。一类是独立运行供电系统，即在电网未通达的偏远地区，用小型风电机组为蓄电池充电，再通过逆变器转换成交流电向终端电器供电，单机容量一般为100W～10kW；或者采用中型风电机组与柴油发电机或太阳光电池组成混合供电系统，系统的容量约为10～200kW，可解决小的社区用电问题。另一类是作为常规电网的电源，与电网并联运行，联网风力发电是大规模利用风能的最经济方式。机组单机容量范围在200～2500kW之间，既可以单独并网，也可以由多台，甚至成百上千台组成风力发电场，简称风电场。 ;2.3 风电的优点 风电的突出优点是环境效益好，不排放任何有害气体和废弃物。平均每装一台单机容量为1 兆瓦的风能发电机，每年可以减排2000 吨二氧化碳（相当于种植1 平方英里的树木）、10 吨二氧化硫、6 吨二氧化氮。 风电场虽然占了大片土地，但是风电机组基础使用的面积很小，不影响农田和牧场的正常生产。 多风的地方往往是荒滩或山地，建设风电场的同时也开发了旅游资源。 ;3、风能资源;3.2 大气运动的原因 a.地球大气运动既受气压梯度力的影响，还要受地转偏向力的影响。由于地球上各纬度所接受的太阳辐射强度不同，在赤道和低纬度地区，太阳高度角大，日照时间长，太阳辐射强度强，地面和大气接受的热量多、温度较高；再高纬度地区太阳高度角小，日照时间短，地面和大气接受的热量小，温度低。这种高纬度与低纬度之间的温度差异，成了南北之间的气压梯度，使空气作水平运动，风应沿水平气压梯度方向吹，即垂直与等压线从高压向低压吹。 b.此外因为地球在自转，使空气水平运动发生偏向，这个力称为地转偏向力，又叫科里奥利力，这种力使北半球气流向右偏转，南半球向左偏转。 所以大气真实运动是这两种力综合影响的结果。 ;3.3 地形对风的影响 山谷和海峡能改变气流运动的方向，还能使风速增大，而丘陵、山地会因为摩擦而使风速减小，孤立的山峰会因海拔高而使风速增大。 ;3.4 海风，陆风；山风，谷风 a.海风、陆风：大陆上的气流受热膨胀上升至高空流向海洋，到海洋上空冷却下沉，在近地层海洋上的气流吹向大陆，补偿大陆的上升气流，低层风从海洋吹向大陆，这被称为海风；夜间，情况相反，低层风从大陆吹向海洋，被称为陆风。 ; b.山风、谷风：白天山坡受热快，温度高于山谷上方同高度的空气温度，坡地上的暖空气从山坡流向谷地上方，谷地的空气则沿着山坡向上补充流失的空气，这时由山谷吹向山坡的风，称为谷风。夜间，山坡因冷却降温速度比同高度的空气快，冷空气沿坡地向下流入山谷，称为山风。 ;3.5 风能来源;3.6 风功率的计算;3.7 中国风能资源 我国10 米高度层的风能资源总储量为32.26 亿千瓦，其中实际可开发利用的风能资源储量为2.53 亿千瓦。而据估计，中国近海风能资源约为陆地的3 倍，所以，中国可开发风能资源总量约为10 亿千瓦。其中青海、甘肃、新疆和内蒙可开发的风能储量分别为1143 万千瓦、2421 万千瓦、3433 万千瓦和6178 万千瓦，是中国大陆风能储备最丰富的地区。 ;3.8 中国风力资源分布 东南沿海及其附近岛屿是风能资源丰富地区，有效风能密度大于或等于200 瓦/平方米，沿海岛屿有效风能密度在300 瓦/平方米以上，全年中风速大于或等于3 米/秒的时数约为7000～8000 小时，大于或等于6 米/秒的时数为4000 小时。 新疆北部、内蒙古、甘肃北部也是中国风能资源丰富的地区，有效风能密度为200～300 瓦/平方米，全年中风速大于或等于3 米/秒的时数为5000 小时以上，全年中风速大于或等于6米/秒的时数为3000 小时以上。 黑龙江