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《小型家用垂直軸風力發(fā)電系統(tǒng)設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、維普資訊http://www.cqvip.com第28卷第5期能源技術Vo1．28No．52007年l0月ENERGYTECHNOIOGYOct．2007清潔能源與新能源啦廬察毽奈舄小型家用垂直軸風力發(fā)電系統(tǒng)的設計范正萍。王心塵。杜華夏，王亞軍(廈門大學物理與機電工程學院物理系，廈門361005)摘要：本文介紹了一種小型家用垂直軸風力發(fā)電系統(tǒng)的設計方案。該系統(tǒng)針對傳統(tǒng)薩窩紐斯形(Savonius)風機葉片的形狀進行優(yōu)化——扭曲葉片，對各項動力學參數(shù)進行模擬實驗及計算。結果表明，這種扭曲葉片型的Sav
2、onius風力機與汽車發(fā)動機相結合可以使風能利用效率得到更好的開發(fā)。關鍵詞：垂直軸；風力發(fā)電；葉片中圖分類號：TM614文獻標識碼：A文章編號：1005—7439(2007)05—0279—04AninnovativeDesignofVertical-axisWindTurbinesforHomeUseFANZheng-ping，WANGXin-chen，DUHua-xia，WANGYa-jiln(PhysicsDept．，XiamenUniversity，Xiamen361005，China)Ab
3、stract：Aninnovativevertical——axiswindpowergeneratingsystemforhomeusehasbeenproposedandtested．TheemphasisisplacedonoptimizingtheconfigurationofatraditionalSavoniusrotor(twistingtheblades)，simulatingandexperimenting．ThecomputingresultsshowthataSavoniusro
4、torwithtwistedbladescombinedwithacar—alternatorcanreachabettercoeficientofper{ormance．Keywords：Verticalaxis，WindpowerITwistedblade，Savoniusrotor隨著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，作為家用的小型水平商業(yè)發(fā)電上缺乏競爭力；然而小型的Savonius風軸百瓦級風力發(fā)電機被越來越多的人們所接受。但機，制做簡便、在各種風速下都能運轉正常，電機可是這種風力機最大的缺點是體積大、安裝
5、不便，一旦安裝在建筑物表面，維護簡單易行，比較適合作為小有暴風襲擊還很容易發(fā)生倒傾現(xiàn)象；由于常住居民型家用風電機組_2j。區(qū)不存在大的風場，而水平軸風力機要求的啟動風本文中介紹了一種小型家用垂直軸阻力型風力速較高，平時很難啟動發(fā)電；另外為了保證風力機的發(fā)電系統(tǒng)，通過對該風力機葉片形狀進行優(yōu)化，盡可葉輪始終處于最大受風面所在位置，還需加上迎風能解決轉速低而造成的風機效率低的問題。裝置，作為簡易型的風力機這又增加了設計的難度。1新型風力機的設計垂直軸風力機主要有升力型即戴瑞斯型(Dar—reiustyp
6、e)和阻力型即薩窩紐斯型(Savonius1．1風力機的功率和轉矩計算type)，都可以克服水平軸的這些缺點。其中，戴瑞風機的輸出功率為：斯型的啟動轉矩小、啟動性能差，往往需要靠其他動1P—CP·去。(1)力啟動達到特定的轉速才能正常運行，技術和設備厶復雜，不適合作為簡易型的風力機。Savonius型垂式中Cp為風能利用系數(shù)，ID為空氣密度，A為風機掃風面積，為風速。直軸風力機的起動轉矩較大，啟動性能良好，但它的運行轉速較低，通常認為其風能利用系數(shù)低于水平尖速此為：，wR軸風力機和高速型的其他垂直軸
7、風力機，在大規(guī)模：=：——(2)·279·維普資訊http://www.cqvip.com范正萍等：小型家用垂直軸風力發(fā)電系統(tǒng)的設計式中硼為風輪角速度，R為風輪半徑。風機的轉矩系數(shù)Cm為：Cm：4M(3)pU2u-式中M為轉矩，D為風輪直徑。以上方程中C口和均為尖速比的函數(shù)。圖1所示為理想Savonius型風力機的風能利用系數(shù)C口及轉矩效率隨尖速比的變化圖線[2]。a正向圖圖1理想Savonius風力機的，C口與的關系如圖l可知，尖速比取值在0．8至1．0之間時，能得到相對良好的風能利用系數(shù)和轉矩系
8、數(shù)。b俯視圖1．2新型風力機槳葉的基本構造盡管Savonius型風力機效率較低，但它可以在圖2Savonius阻力型風機低風速下啟動發(fā)電在高風速下也能正常運轉，所以總體效率可以得到彌補。定義風力機的單位寬度輸出功率P。，它等于風力機的輸出功率P與風力機的水平寬度L的比值。JLMenet以L一準則為基礎，計算兩葉片水平軸和Savonius型風力機得到的單位寬度輸出功率PL，H和PL，S分別為：PL．H≈0．31／Rv。PL．s≈1．37pRy。式中的下標H代表水平軸風力
