風速及風力係統的研究和應用
吉林省是北方農業、chumuyedasheng,nongmuyerenkouzhongduo,dishouruzhezhongjuedabufenzainongcun,yinci,jingjifazhanzhongdianyezainongcun。jilinshengdichudongbeifengnengkeliyongqu,fengziyuanfengfu,bingqiejuyoudetianduhoudenongmuyefazhanjichu。zheduiyujilinshengfazhanpiandisufengnengyushengwuzhinengxiangjiehedekechixufazhanqingjienengyuanjuyouzhongyaoyiyi。fengnengshiyizhongqingjienengyuan,tashiyoutaiyangfushezaochengdiqiubiaomiandaqicengshourebujun,yinqidaqiyalichazaochengde,tadebenzhishitaiyangnengdeyizhongbiaoxianxingshi。fengdianzhiyouyicixingtouru,meiyoukuangwuzhinengyuandexiaohao,meiyoupaifang,風向風速儀就是一個利用風速和風力關係的一個很好的例子,下麵看下風速風力應用係統的研究和應用。
目mu前qian,農nong村cun地di區qu經jing濟ji發fa展zhan的de前qian提ti是shi擁yong有you可ke持chi續xu利li用yong資zi源yuan。而er這zhe些xie地di區qu唯wei一yi取qu之zhi不bu盡jin的de資zi源yuan恐kong怕pa隻zhi有you常chang年nian不bu斷duan的de風feng。吉ji林lin省sheng整zheng體ti處chu於yu風feng能neng密mi度du100~150W/㎡的風能可利用區,即偏低風速區。那裏大於3m/s有效風速可達3000~4000h/a,這(zhe)是(shi)一(yi)個(ge)取(qu)之(zhi)不(bu)盡(jin)的(de)資(zi)源(yuan),此(ci)外(wai),在(zai)農(nong)村(cun)還(hai)有(you)一(yi)個(ge)至(zhi)今(jin)未(wei)得(de)到(dao)足(zu)夠(gou)重(zhong)視(shi)的(de)生(sheng)物(wu)質(zhi)能(neng)源(yuan)也(ye)亟(ji)待(dai)開(kai)發(fa)利(li)用(yong)。隻(zhi)有(you)大(da)規(gui)模(mo)開(kai)發(fa)偏(pian)低(di)風(feng)速(su)風(feng)電(dian)及(ji)生(sheng)物(wu)質(zhi)能(neng)源(yuan)持(chi)續(xu)供(gong)給(gei),才(cai)是(shi)解(jie)決(jue)吉(ji)林(lin)省(sheng)農(nong)村(cun)能(neng)源(yuan)問(wen)題(ti)的(de)唯(wei)一(yi)選(xuan)擇(ze)。曆(li)史(shi)和(he)教(jiao)訓(xun)讓(rang)我(wo)們(men)認(ren)識(shi)到(dao),隻(zhi)有(you)采(cai)取(qu)多(duo)能(neng)互(hu)補(bu),才(cai)可(ke)能(neng)從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)解(jie)決(jue)農(nong)村(cun)的(de)能(neng)源(yuan)難(nan)題(ti)。而(er)偏(pian)低(di)風(feng)速(su)發(fa)電(dian)是(shi)解(jie)決(jue)這(zhe)個(ge)難(nan)題(ti)的(de)關(guan)鍵(jian)。偏(pian)低(di)風(feng)速(su)發(fa)電(dian)在(zai)解(jie)決(jue)抽(chou)水(shui)、滴灌、dapenggongnuandetongshi,haikeweibeifanghanlengdiquzhaoqichiyure,bingbuchongyinjiangwenersunshidereliang,yizaihanlengqihoutiaojianxiaweichizhaoqichizuijiafajiaowendu。caiyongpiandifengsufadiankeweibeifanghanlengdiquzhaoqichichixugongqitigongyurenengyuan。beifangdiqushengwuzhinengyuanchixugonggei,jianghuishibeifangnongcunnengyuanjiegoufashenggenbenxinggaibian,genghuiweinalidejingjikechixufazhantigongbaozhang。
風能-生物質能互補係統的大規模開發不但解決了農村能源問題,還將會使土壤改良,農作物增產15%~20%,被處理的牲畜排泄物中95%~99%的(de)蟲(chong)卵(luan)無(wu)法(fa)成(cheng)活(huo),在(zai)有(you)效(xiao)降(jiang)低(di)疾(ji)病(bing)傳(chuan)染(ran)幾(ji)率(lv)的(de)同(tong)時(shi),保(bao)護(hu)了(le)水(shui)源(yuan)少(shao)受(shou)汙(wu)染(ran)。目(mu)前(qian),農(nong)村(cun)傳(chuan)統(tong)取(qu)能(neng)方(fang)式(shi)為(wei)燃(ran)燒(shao)秸(jie)稈(gan)等(deng),這(zhe)既(ji)造(zao)成(cheng)大(da)氣(qi)汙(wu)染(ran),又(you)浪(lang)費(fei)了(le)製(zhi)造(zao)酒(jiu)精(jing)、沼氣等大好原料,這種原始的取能方式必將被取代。大規模開發偏低風速風能及生物質能源互補,也將使風電產業、zhaoqichishebeixuqiudaliangzengjia,yixingchengguimohuachanye,bingtigongshuliangkeguandejiuyegangwei,zheyegengjiakuailetuopinsudu。jilinshengfengdianziyuanjiaoweifengfu,zhuyaofenbuzaixibubaichengdiqu。jingcesuan,jilinshengfengnengyunzangliangwei6920×108kW•h時,風能密度為60~180W/㎡,風能資源在全國居中上等水平。吉林省中西部平原具有風速穩定、極端最大風速小、海拔低、空氣密度大、可開發麵積大等特點,該區域年平均風速一般在3.0m/s以上,有兩個年平均風速在3.6m/s以上的大風區,具備建設大型風電場的條件。
偏低風速發電機研製情況:目前,吉林省在偏低風速風能與生物質能方麵的研究在國內處於領先地位,由東北師範大學承擔的吉林省社會發展重大項目“高效離網型2~20kW低速風電係統的研製”也已按計劃進入總裝階段。低速風電係統的技術關鍵為低風速葉片的設計、低速發電機的設計、塔架設計等,並且要保證15年的使用壽命。本風力發電機具有較低的尖速比,啟動速度低,常規風機需8~10m/s的風速才能處於正常工作狀態,而該機在6~8m/s時,即進入正常的運行狀態。
各主要部分構件的詳細說明:(1)低尖速比的四葉定距風輪的采用使其能夠更加有效地吸收風能,適合更多地區的推廣使用,尤其是海島、邊防哨所等地,同時,采用鍍金箔避雷裝置,使其抗雷擊性能提高;(2)複合材料疊片式緩衝連結軸使最脆弱的葉片根部具有極高的疲勞強度,並確保必要的使用壽命;(3)qianfuhecituilizhouchengzuhehoufuhecailiaotuilizhouchengzuyijishiyideanzhuangjiao,keyishizhuzhoudejingxianglijianzhizuidi,zaiyouxiaojiangdimocasunhaodetongshi,tigaolezhuandongzhoudeshiyongnianxian;(4)球籠式等速萬向聯軸節不但具有良好的配合能力,而且具有非常好的過載能力;(5)多極低速永磁交流發電機為整個風電機的核心部件,采用了具有自主知識產權的低速發電機製造技術。
整套風力發電裝置結構新穎、簡單,大量采用了新型非金屬材料、新技術及新構思,啟動風速低,可靠性高,無須特別維護,適宜於對用電品質要求不高的地區使用。
發電機結構簡圖如圖1所示。

圖1 2~20kW高性能低速風力發電機
本發電機主要由以下幾部分構成:
(1)低尖速比的抗雷擊四葉定距風輪;
(2)複合材料疊片式緩衝連結軸;
(3)前複合磁推力軸承組;
(4)後複合材料推力軸承組;
(5)球籠式萬向聯軸節;
(6)後整流罩;
(7)多極低速永磁交流發電機;
(8)電控刹車盤。
偏低風速發電技術具有廣闊的應用前景,這項技術一旦得以推廣,將會對占國土麵積52%偏低風速地區的廣大農、牧、yuqudeshengchanfangshiheshenghuozhiliangdailaibenzhidetigao,tebieshiduiwoguosuomianlinhuanjingwentidegaishan,juyouzhongyaoyiyi。duiyujilinshenglaishuo,zaiyiyoudeyanjiujichushang,daguimotuiguangpiandifengsuyushengwuzhinengxiangjiehededuonenghubufangshi,jianghuiduijingjifazhan、農民生活水平改善帶來質的變化。



