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風(fēng)電葉片:旋轉(zhuǎn)跳躍我永不停歇

2017-05-20 來源:東方風(fēng)力發(fā)電網(wǎng) 瀏覽數(shù):749

風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的動(dòng)力機(jī)械,又稱風(fēng)車。廣義地說,它是一種以太陽為熱源,以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動(dòng)機(jī)。風(fēng)力發(fā)電利用的是自然能源。

  風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的動(dòng)力機(jī)械,又稱風(fēng)車。廣義地說,它是一種以太陽為熱源,以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動(dòng)機(jī)。風(fēng)力發(fā)電利用的是自然能源。相對柴油發(fā)電要好的多。但是若應(yīng)急來用的話,還是不如柴油發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電不可視為備用電源,但是卻可以長期利用。你對它了解多少?今天小編與大家分享關(guān)于葉片的文章,希望從中你能有所收獲!
  
  風(fēng)能作為清潔的可再生新能源,近年來受到隨著能源。當(dāng)你游走在風(fēng)機(jī)附近,欣賞著藍(lán)天白云下風(fēng)葉悠悠轉(zhuǎn)動(dòng)的景象時(shí),是否也會(huì)好奇風(fēng)機(jī)3片葉子和5片葉子的區(qū)別?
  
  簡單的說,3片葉子的便于平衡,葉片數(shù)目太多了平衡起來很困難,而且造價(jià)高。
  
  在額定風(fēng)速下,發(fā)電功率與風(fēng)輪掃掠面積成正比,即200個(gè)葉片的風(fēng)輪與1個(gè)葉片的風(fēng)輪都可以產(chǎn)生同樣的功率。
  
  一、今天帶大家一起了解一下為什么風(fēng)電輪機(jī)只有三個(gè)葉片?
    
 

  二、接下來我們來看看風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是如何生產(chǎn)的
   
  
  風(fēng)電葉片的優(yōu)化設(shè)計(jì)要滿足一定的設(shè)計(jì)目標(biāo),其中有些甚至是相互矛盾的,如:
  
  •年輸出功率最大化;
  
  •最大功率限制輸出;
  
  •振動(dòng)最小化和避免出現(xiàn)共振;
  
  •材料消耗最小化;
  
  •保證葉片結(jié)構(gòu)局部和整體穩(wěn)定性;
  
  •葉片結(jié)構(gòu)滿足適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度要求和剛度要求。
  
  風(fēng)電葉片設(shè)計(jì)可分為氣動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這兩個(gè)大的階段,其中氣動(dòng)設(shè)計(jì)要求滿足前兩條目標(biāo),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求滿足后四條目標(biāo)。通常這兩個(gè)階段不是獨(dú)立進(jìn)行的,而是一個(gè)迭代的過程,葉片厚度必須足夠以保證能夠容納腹板,進(jìn)步葉片剛度。
  
  (1)外形設(shè)計(jì)
  
  葉片氣動(dòng)設(shè)計(jì)主要是外形優(yōu)化設(shè)計(jì),這是葉片設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的一步。外形優(yōu)化設(shè)計(jì)中葉片翼型設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接決定風(fēng)機(jī)的發(fā)電效率,在風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下,活動(dòng)的雷諾數(shù)比較低,葉片通常在低速、高升力系數(shù)狀態(tài)下運(yùn)行,葉片之間活動(dòng)干擾造成活動(dòng)非常復(fù)雜。針對葉片外形的復(fù)雜活動(dòng)狀態(tài)以及葉片由葉型在不同方位的分布構(gòu)成,葉片葉型的設(shè)計(jì)變得非常重要。目前葉片葉型的設(shè)計(jì)技術(shù)通常采用航空上先進(jìn)的飛機(jī)機(jī)翼翼型設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)葉片葉型的外形。先進(jìn)的CFD技術(shù)已廣泛應(yīng)用于不同類型氣動(dòng)外形的設(shè)計(jì),對于低雷諾數(shù)、高升力系數(shù)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)運(yùn)行條件,采用考慮粘性的N-S控制方程分析葉片葉型的流場是非常必要的。
  
  (2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
  
  目前大型風(fēng)電葉片的結(jié)構(gòu)都為蒙皮主梁形式,如圖1所示為典型的葉片構(gòu)造形式。蒙皮主要由雙軸復(fù)合材料層增強(qiáng),提供氣動(dòng)外形并承擔(dān)大部分剪切載荷。后緣空腔較寬,采用夾芯結(jié)構(gòu),進(jìn)步其抗失穩(wěn)能力,這與夾芯結(jié)構(gòu)大量在汽車上應(yīng)用類似。主梁主要為單向復(fù)合材料層增強(qiáng),是葉片的主要承載結(jié)構(gòu)。腹板為夾芯結(jié)構(gòu),對主梁起到支撐作用。
  
   
  (3)材料選擇
  
  風(fēng)電葉片發(fā)展初期,由于葉片較小,有木葉片、布蒙皮葉片、鋼梁玻璃纖維蒙皮葉片、鋁合金葉片等等,隨著葉片向大型化方向發(fā)展,復(fù)合材料逐漸取代其他材料幾乎成為大型葉片的唯一可選材料。復(fù)合材料具有其它單一材料無法相比的上風(fēng)之一就是其可設(shè)計(jì)性,通過調(diào)整單層的方向,可以獲得該方向上所需要的強(qiáng)度和剛度。更重要的是可利用材料的各向異性,使結(jié)構(gòu)不同變形形式之間發(fā)生耦合。比如由于彎扭耦合,使得結(jié)構(gòu)在只受到彎矩作用時(shí)發(fā)生扭轉(zhuǎn)。在過往,葉片橫截面耦合效應(yīng)是一個(gè)讓設(shè)計(jì)職員頭疼的困難,設(shè)計(jì)工程想方想法消除耦合現(xiàn)象。但在航空領(lǐng)域人們開始利用復(fù)合材料的彎扭耦合,拉剪耦合效應(yīng),進(jìn)步機(jī)翼的性能。在葉片上,引人彎扭耦合設(shè)計(jì)概念,控制葉片的氣彈變形,這就是氣彈剪裁。通過氣彈剪裁,降低葉片的疲憊載荷,并優(yōu)化功率輸出。
  
  三、接下來我們再看看風(fēng)機(jī)葉片是怎么運(yùn)輸?shù)?/div>
    
  
  風(fēng)機(jī)葉片運(yùn)輸車輛設(shè)備參數(shù):(2M風(fēng)機(jī)葉片實(shí)際轉(zhuǎn)盤到后輪長22米(后又變?yōu)?4米),總車長27米(29米),車寬3米。葉片長45.3米,兩支點(diǎn)相距26.4米。)
  
  ①單葉片尺寸:長40..3 米,支點(diǎn)24.6 米,重6.25 噸
  
  ②車輛尺寸(未裝葉片,前抽5 米后抽拉4 米): 軸距18 米,車輛總長29.5 米左右,  抽拉時(shí)狀態(tài),運(yùn)輸雙葉片40.2米,前抽5米后抽4米
  
  ③雙葉片裝車后車輛總長在45 米左右,總寬在4.5 米左右,總高在4.9 米左右, ④從車盤最后一橋到葉尖有21.5 米距離(即葉片掃空范圍)
  
  總要求:
  
  ①道路總坡度不大于 15%,平路變上坡路的坡度不大于4%,下坡路變平路坡度不大于4%,防止托尾;
  
  ②道路在 23 米距離內(nèi)落差不大于24 厘米,防止掛車底盤與地面接觸;
  
  四、接下來我們再看看風(fēng)電機(jī)組是怎么安裝的
     
  在風(fēng)光悠長悠的大道上,
  
  寒風(fēng)攜著愁怨在空中飄飄蕩蕩,
  
  風(fēng)車懷著一顆從容淡定的心,
  
  把自己變成一名看客,
  
  審視同伴在戈壁的舞臺上優(yōu)雅地飛旋。
  
  飛旋出電流,  演繹穿越世界地快樂;
  
  飛旋出激情,  滌蕩人們的心田。
  
  生活永遠(yuǎn)在輕舞地旋轉(zhuǎn)中絢麗多彩,
  
  日子也將一帆風(fēng)順地逍遙自在。
  
  在這條風(fēng)光悠長悠的大道上,
  
  風(fēng)車飛旋的模樣任歲月見證——
  
  春天,風(fēng)輪輕輕旋轉(zhuǎn)隨野花盛開;
  
  夏天,雨中淋漓涌起風(fēng)輪心中點(diǎn)點(diǎn)呼喚;
  
  秋天,風(fēng)輪與明月清風(fēng)朝夕相伴翩翩起舞;
  
  冬天,寒風(fēng)刺骨無法吹滅風(fēng)輪心中的信念。
  
  風(fēng)車歡快的飛旋著,
  
  飛旋在這條風(fēng)光悠長悠的大道旁。
  
  他們有自我深深的期盼啊!
  
  期盼一位著紅裝的姑娘,
  
  順著這條風(fēng)光悠長悠的大道來到他們身旁。
  
  她是呵護(hù)風(fēng)機(jī)的美麗姑娘啊!
  
  是風(fēng)車唯一的愛戀。
  
  她像一片輕柔的云彩,
  
  束縛住風(fēng)車多情的視線;
  
  她像那沾滿露珠的花瓣,
  
  給風(fēng)車帶來了一室芳香;
  
  她象那祁連山上的雪蓮花啊!
  
  給風(fēng)車帶來了心靈的寧靜和追求。
  
  她用心打理風(fēng)機(jī)的姿態(tài)是那樣的美,
  
  美得象席慕容的一首抒情詩;
  
  她愛護(hù)風(fēng)機(jī)的心是那樣的純,
  
  純得象一塊晶瑩剔透的水晶石。
  
  她清麗秀雅的臉上始終蕩漾著春天般美麗的笑容,
  
  在風(fēng)車那流轉(zhuǎn)顧盼的眼睛里,
  
  留下不可磨滅的痕跡。
  
  為了這甜甜的笑臉,
  
  風(fēng)車不辭辛勞地歡快地轉(zhuǎn)動(dòng)啊!
  
  轉(zhuǎn)動(dòng)在這風(fēng)光悠長悠的大道旁。
  
  愛的等待是一件很簡單也好艱難的事情,
  
  而風(fēng)車卻義無反顧地飛旋在,
  
  這條風(fēng)光悠長悠的大道旁,
  
  ——不論冬去春來。
 

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