風切邊的影響因素
風切變是在地表摩擦力的作用下,不同高度的風速所表現出的隨高度降低逐漸較弱的趨勢,風切變的程度通常用風切變指數來衡量。
那大氣穩定度又是怎么和風切變扯上關系的呢?這就得提到湍流了。湍流基本特征是流體微團運動的隨機性,由于湍流的隨機性,所以其運動方向是有多個方向的。而其中(垂直方向的)湍流(分量)會使不同高度的空氣相互混合,實現動量和動能的交換,進而影響風切變的程度。
在大氣處于不穩定狀態時,不同高度的風速之間動量交換程度很高,風切變指數較小;相反,在大氣處于穩定狀態時,不同高度的風速之間動量交換程度較弱,風切變指數較大(此時的風切變主要受地形因素的影響)。
風切變對機組的影響
了解了這些之后,大家就可以理解為什么冬季的污染似乎更嚴重,這主要是因為大氣穩定污染物不宜擴散。
但是,我們其實還可以知道更多,比如:冬季的風切變大于夏季,夜晚大于白天,陰天大于晴天。所以從這個角度來說,三北地區風切變注定是要小于南方低風速地區的,所以面向三北的機型也就沒有必要把輪轂高度提得太高,而面向南方低風速地區的機型則必須更傾向于走高塔筒的路線。
再看歐洲,之所以國外廠家要追求高塔筒(Vestas的3.45MW最高已達到166米,參見《Vestas 3.3MW平臺全新升級》,點擊“閱讀原文”查看),一方面說明人家基建的能力很強,但一方面也是受其特有環境(緯度較高、植被茂密與海洋氣候等)影響的必然選擇。
注意:當風速大于15m/s時,通常認為大氣處于中性平衡狀態,可千萬要記住啊。