(7.2.1-5)
由上式可知,风能与空气密度、风轮直径的平方
D2•风速的立方 V3 和风持续时间 t 成正比。
一般说来,一定高度范围内的空气密度可以认为是一个常数。因此,当风力机的风轮越大,
有效风速时间越长,特别是风速越大,则风力机所能获得的风能就越大。
表征一个地点的风能资源潜力,要视该地区常年平均风能密度的大小。风能密度是单位面积
上的风能,对于风力机来说,风能密度是指风轮扫过单位面积的风能,即
W=/A=1/2V3(W/m2) (7.2.1-6)
式中
W——风能密度(W/m2);
——
空气密度(
Kg/m3);
V——风速(m/s)。
常年平均风能密度为
(7.2.1-7)
式中,
-平均风能密度(W/m2)
T-总的时间(h)
在实际应用时,常用下式来计算某地年(月)风能密度,即
W 年(月)= (7.2.1-8)
式中:
W 年(月)-年(月)风能密度(W/m2);
Wi(1≤i≤n)-各等级风速下的风速密度(W/m2)
Ti(1≤i≤n)-各等级风速在每年(月)出现的时间(h)。
在我国,风力资源比较丰富。据估计,我国风能储量为
2.2103 千瓦时以上。
2.2
风力机
1、分类
风力机是风能利用中一种最重要的风能转换装置。风力机可用于发电、提水、搅拌池水充氧和
致热等。它主要有下列三种分类方法:
按风力机功率:分为大中小型风力机。功率在
10 千瓦以下的风力机叫小型风力机,10 至
100 千瓦叫中型风力机,100 千瓦以上叫大型风力机。
按风力机风轮轴位置:分为水平轴风力机和垂直轴风力机。水平轴风力机的风轮轴与风向
平行(图
7.6),而垂直轴风力机的风轮轴与风向垂直(图 7.7)
按风轮转速:分为高速风力机和低速风力机。
图水平轴风力发电机
1-风轮;2-调速控制系统;3-发电机(做功装置);4-尾轮(方向控制);