本帖最后由 twq19810302 于 2022-12-21 14:19 編輯 8 q) R7 b8 C8 J b
6 |3 T6 ` H2 `% \3 U無(wú)論是我們對(duì)荷蘭大風(fēng)車的印象,，還是根據(jù)中國(guó)的史料記載,，利用風(fēng)能的風(fēng)車可以是4個(gè)葉片,、6個(gè)葉片甚至更多,，為什么現(xiàn)代利用風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)機(jī)基本上都只有3個(gè)葉片呢,？4 \* B7 S1 y! \) o, J5 C) j1 ~
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7 T* a K: p' t/ j' o- Q廣東粵電平遠(yuǎn)泗水40兆瓦風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目
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/ Z" A5 e# q& f/ @) w來(lái)來(lái)來(lái),，一起探討其中的奧秘吧 , E. n: U2 s- J3 l2 ]9 k
我們知道設(shè)計(jì)制造和運(yùn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其目的是在同等風(fēng)資源條件下,，以最小的投資獲取最大的收益,，說(shuō)白了就是要盡可能降低風(fēng)機(jī)的成本、最大限度提高發(fā)電量,。
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悠悠風(fēng)機(jī)點(diǎn)綴著粵電湛江豐收公司農(nóng)業(yè)光伏綜合光伏項(xiàng)目
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8 N6 ?% L/ ^! v* n首先,，從發(fā)電功率的角度進(jìn)行分析：, H- d4 @' {$ _# M J' n K5 I0 y
2 q$ l7 P! Y/ q7 l( n9 m9 z/ i! jP（機(jī)械功率）=T（轉(zhuǎn)矩）×n（轉(zhuǎn)速）/9.55, S, n4 G* K0 i0 r$ N& K
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也就是說(shuō)機(jī)械功率與兩個(gè)參數(shù)有關(guān)，一個(gè)是風(fēng)輪的轉(zhuǎn)矩,，另外一個(gè)是風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速,。$ F! F* T/ Y) n* V' `: h
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（注：風(fēng)輪的轉(zhuǎn)矩，是機(jī)械元件在轉(zhuǎn)矩作用下都會(huì)產(chǎn)生一定程度的扭轉(zhuǎn)變形,，故又稱為“扭矩”,。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)輪所需要的力量的大小,。）
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! c7 I& T. y- g3 {1 m. ]8 R5 j; e9 c! C在設(shè)計(jì)功率確定的情況下,，風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩越高，則風(fēng)輪轉(zhuǎn)速就越低,；風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩越低,，則風(fēng)輪轉(zhuǎn)速越高,。
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/ z4 K" z: O3 ?% N: D: p) z7 U那我們是選擇高轉(zhuǎn)矩還是低轉(zhuǎn)矩比較好？
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/ {5 R9 P: @0 E2 I! R. f7 q1 r在設(shè)計(jì)功率確定的情況下,，獲取同樣的機(jī)械功率,，轉(zhuǎn)速越高，葉尖速比就越大,，轉(zhuǎn)矩就越低,，制造成本就越低。6 [- O1 g1 ^: b9 }- d; S1 ^. f6 o
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風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖 / p8 ^ ~4 A; a- C
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因此我們要盡可能降低轉(zhuǎn)矩,、提高葉尖速比,，取得更大的風(fēng)能利用系數(shù)，獲取更大的發(fā)電量,。
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9 q, I1 H8 T8 P+ q h, f/ G9 P b轉(zhuǎn)矩是隨著葉片數(shù)量的增加而增加,。在實(shí)際應(yīng)用中，3個(gè)葉片與4個(gè)葉片或更多葉片相比,，3個(gè)葉片的轉(zhuǎn)矩是最低的,。葉片越少，轉(zhuǎn)速越高,，葉尖速比就越高,。) ?' `& ~' h$ q
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那2個(gè)葉片的風(fēng)機(jī)1 }* t0 o. m8 j# I. c- G8 i- M
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不是轉(zhuǎn)速越高、葉尖速比越高,？6 D3 q. N2 X' G8 N: `( z+ T* Z% M
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![]() 2個(gè)葉片的風(fēng)機(jī) 8 W% i9 `0 G% W& a1 d. K) r
當(dāng)然,。但我們需要考慮的是：雖然使用2個(gè)葉片可以獲取最大的葉尖速比，但是發(fā)電效率卻下降了,，因?yàn)槭褂?個(gè)葉片的轉(zhuǎn)矩較低,，而在低風(fēng)速下，較低的轉(zhuǎn)矩達(dá)不到發(fā)電的轉(zhuǎn)速,，就沒(méi)有功率輸出。
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其次,，葉片越少,，額定轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)速高到一定程度,，葉尖的圓周線速度很大,，引起風(fēng)阻也大，阻力矩限制了發(fā)電功率和轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步提高,。
s8 h1 j# D, W9 e( i另外,，2個(gè)葉片的風(fēng)機(jī)又由于葉片間空隙大，所以捕風(fēng)效率不如3個(gè)葉片的風(fēng)機(jī),。為了提高捕風(fēng)效率,，2個(gè)葉片風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速通常比3個(gè)葉片高,，也會(huì)使風(fēng)機(jī)噪音增大、視覺(jué)影響放大,。
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中航象州百丈50兆瓦風(fēng)電項(xiàng)目+ m; H' P- G# I0 b
: n( v: k8 Q6 ]) V' a/ h& ]所以,，葉片太少也不好。 那4個(gè)葉片甚至更多葉片的風(fēng)機(jī)呢,？
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3個(gè)葉片便于風(fēng)機(jī)保持平衡,，當(dāng)葉片數(shù)目過(guò)多，風(fēng)機(jī)平衡起來(lái)較困難,，而且造價(jià)高,。多葉風(fēng)機(jī)由于阻力較大，會(huì)產(chǎn)生干擾葉片旋轉(zhuǎn)的不利因素,，降低能量的轉(zhuǎn)化率,。
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$ B+ F3 _& }; P; y: Y所以，使用3個(gè)葉片的風(fēng)機(jī)可以獲得最佳葉尖速比,，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最大限度的能量獲取,，實(shí)現(xiàn)最大發(fā)電效率，同時(shí)具有好平衡,、低成本的優(yōu)點(diǎn),，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的驗(yàn)證，3個(gè)葉片的風(fēng)機(jī)便成了如今最普遍的風(fēng)機(jī)形式,。
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3 s, f/ u* _2 ISo,，我們的答案就是：( `) U3 e. p: k3 t- a2 Z H
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風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用3個(gè)葉片的形式，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械穩(wěn)定性,、發(fā)電效率,、制造和安裝可行性以及成本和收益的最佳平衡，為實(shí)際運(yùn)用最佳實(shí)施方案,。' s) ^2 ~' G2 N' B0 I4 _4 z
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發(fā)表于 2022-12-21 14:16:46
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