本帖最后由 twq19810302 于 2022-12-21 14:19 編輯 2 W& V/ Y' }, |, e; k+ q
+ z- D0 R; u% 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？
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廣東粵電平遠(yuǎn)泗水40兆瓦風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目$ i9 ^' d( d2 @1 k$ i
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來(lái)來(lái)來(lái),，一起探討其中的奧秘吧
! S! n: A l$ E& H' j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$ w% r d0 {& b: O0 ]$ Q4 X, R
" A' r7 G- D& C) e首先,，從發(fā)電功率的角度進(jìn)行分析：
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0 y0 y6 x: ]4 h T& zP（機(jī)械功率）=T（轉(zhuǎn)矩）×n（轉(zhuǎn)速）/9.55
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5 U! z: K# B$ J2 G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,。
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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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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,。3 }( ~% F# ~+ K6 a
9 T7 T/ N+ B, w- E; z Q那我們是選擇高轉(zhuǎn)矩還是低轉(zhuǎn)矩比較好？
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" Y% e1 Y4 o( Z4 l" U8 n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。
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風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖
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, s$ L8 f. ]: \+ M+ J: \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,。! e6 B% L) P6 Y# C
: A6 o$ C1 E; @4 t+ n3 B4 J, q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,。1 \: X. v$ z D, n D* _
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那2個(gè)葉片的風(fēng)機(jī)
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不是轉(zhuǎn)速越高、葉尖速比越高,？- U" d# q+ F: ?/ C8 l Y
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% S2 s' B: j0 x2 f3 o" x3 R) p![]() 2個(gè)葉片的風(fēng)機(jī) 3 ~* C! e: Q7 E# `+ ^, b4 ^7 g
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。
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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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8 W) O1 w2 X0 c' E$ ~中航象州百丈50兆瓦風(fēng)電項(xiàng)目
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# T- [7 j, x# ]+ c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,？. \* `1 N/ t2 ]# }+ i
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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,。4 J# c5 _: y; w6 p4 O9 C+ N
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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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So,，我們的答案就是： j! k" s6 M" p* ?$ f
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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。- _8 X! o: x& `; M. x% m6 y
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發(fā)表于 2022-12-21 14:16:46
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