風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片空氣動(dòng)力學(xué)要點(diǎn)分析介紹

　　邁卓斯（Metris）激光雷達(dá)（Laser Radar）測量系統(tǒng)成功為一家世界領(lǐng)先的風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商制造的37m葉片原型進(jìn)行詳細(xì)的全自動(dòng)掃描。邁卓斯Focus Inspection軟件分析點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后以不同點(diǎn)云的對比方法為葉片原型與CAD進(jìn)行比較。
葉片的全局和局部幾何差異是推動(dòng)風(fēng)能葉片空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展的重要工程資料。

　　風(fēng)能比其他再生能源更有優(yōu)勢

　　歐洲已經(jīng)訂立了野心勃勃的目標(biāo)，積極推動(dòng)清潔及再生能源的發(fā)展。在未來25年，風(fēng)能可以滿足大概25%的歐洲能源的需求。目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的高度為70-150m，而葉輪的直徑則超過100m，足以覆蓋8,000-10,000 sq. m.的吹氣面積。風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)力輸送到葉輪機(jī)械扭矩，然后轉(zhuǎn)化為1.5-4兆瓦的電力。

　　借產(chǎn)生能率的葉片空氣動(dòng)力學(xué)動(dòng)力必需優(yōu)化來收集最高能量的同時(shí)，讓葉片部件疲勞的不良空氣動(dòng)力學(xué)負(fù)載發(fā)生也必需要減輕以延長機(jī)械的壽命。邁卓斯歐洲地區(qū)業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Francky Demeester先生表示：“為了達(dá)到重量輕及強(qiáng)度高的目標(biāo)，風(fēng)能葉片都是由強(qiáng)化塑料制造的。由于葉片的尺寸極大，加上強(qiáng)化塑料逐漸產(chǎn)生輕微的收縮，這對于保持葉片形狀在公差范圍是一大挑戰(zhàn)。邁卓斯激光雷達(dá)協(xié)助工程人員開發(fā)風(fēng)能葉片原型，主要是通過檢查葉片表面及匯報(bào)原型的幾何結(jié)構(gòu)與CAD在哪個(gè)地方有差別，差別有多大。

　　幾何機(jī)構(gòu)檢查優(yōu)化空氣動(dòng)力學(xué)

　　最近，一家世界領(lǐng)先的風(fēng)能發(fā)電機(jī)制造商制造的37m葉片原型就是利用邁卓斯激光雷達(dá)作檢測。在運(yùn)作過程中，激光雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射一線性紅外線激光束，并計(jì)算激光束反射的時(shí)間。準(zhǔn)確的光纖技術(shù)及光束角度驗(yàn)證允許測量方案精確地找到檢測點(diǎn)的三維座標(biāo)。

　　葉片被橫放在地面上，而其后緣則向上。為了保持葉片的位置，其葉輪連結(jié)處被固定住及在中間的地方有支撐。由于葉片原型的制造是由現(xiàn)存的葉片開始，只有葉片外圍的15.5m是需要詳細(xì)的幾何結(jié)構(gòu)驗(yàn)證。Demeester先生解釋邁卓斯激光雷達(dá)及Spatial Analyzer軟件在葉片自由曲面的凹處及凸處沿一預(yù)先確定的平行線進(jìn)行個(gè)別點(diǎn)測量。測量分辨率朝著葉片尖端而逐漸增加：行間的測量分辨率（葉展）由10-5mm，而內(nèi)部線的測量分辨率（葉弦）為10-1mm。上一代的葉片是利用500mm測量分辨率從這兩個(gè)方向去進(jìn)行測量。