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3KW偏低风速风力发电机叶片设计研究

朱挽强  
【摘要】: 能源是人类社会发展的不竭动力,现今化石能源的日益枯竭和其带来的环境污染问题成为困扰社会的两大难题。破解迷局的重要方式之一是用清洁能源代替传统能源,而风力发电正是清洁能源中技术最成熟,价格最接近传统火力发电的新能源。风力发电在全球方兴未艾,欧洲计划在2020年使风力发电量达到总发电量的12%,其他各发达国家也正在大力发展风力发电。中国风能资源丰富,非常适合发展风力发电技术。本文对占我国面积50%地域的风能可利用区进行了研究,这里居住着我国绝大多数的贫困人口、农牧民和边防军人,发展适合那里的偏低风速风力发电技术可以改善生活条件和生存环境并且可以促进当地的经济发展。 风能可利用区大于3m/s风速每年只有2000~4000h,而如今的风能发电技术都属高风速技术,启动风速较高,不适合在这一地区应用。要更高效的利用这么广大地域的风能只有发展新型适合偏低风速地域的风力发电技术,而叶片又是风力发电机中最重要的单元。叶片设计的好坏决定了风力发电机的优劣。本文提出了对偏低风速地区即风能可利用区风能进行应用并采用Schmitz模型设计方法和Matlab计算软件,设计了启动风速为3m/s,额定风速为8m/s,额定功率3KW,采用NACA63-418为主体的偏低风速离网型失速调节叶片。并且根据设计制造了叶片实体,安装后产生了很好的经济与示范效果。结果证明偏低风速风电的利用应该成为离网型风机发展的方向。


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