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【科普类】风力发电机的“手臂”—叶片
【科普类】风力发电机的“手臂”—叶片
www.dicp.ac.cn    发布时间:2011-10-13 16:01    栏目类别:征文展览

 一室 赵无垛

随着经济的发展,能源生产与消费的矛盾、能源与环境的矛盾越来越大,能源形势越来越严峻。面对环境污染和即将到来的能源危机,人们认识到寻找利用新能源的重要性。风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。
风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再通过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。不经意间我们会发现常见风力发电机的风轮为水平轴3叶片,且均为白色。

白色与其它的色相比吸热不强,可以避免过度的冷缩热账,所以飞机的机身多为白,夏天我们穿白色的衣服相对会感觉凉爽一些。另外还与材料有关,叶片的材料多为环氧树脂的,白的为其基本颜色。

美国波音公司的研究表明,2叶片风轮的动态载荷比3叶片风轮的动态载荷大得多。但为什么3叶片却应用的这么广,2叶片的却很少见到呢?

这是由于采用偶数个形状对称的扇叶不易调整平衡,很容易使系统发生共振,倘叶片材质又无法抵抗振动产生的疲劳,将会使叶片或心轴发生断裂,而影响叶片的寿命,因此轴流风扇的叶片数目往往是奇数设计。对于大型风力发电机组来说,2叶片虽然单叶片节省了材料,但风轮噪声大、运转不平稳、为了解决结构振动问题需要昂贵的振动控制技术,因而导致成本非常高。3片叶有较好的动平衡,不易产生振荡,轴承的磨损小,叶片的使用寿命长减少,维修成本低,因而被广泛采用。

理论上,最好的风轮只能将约60%的风能转换为机械能,现代风电机组风轮的效率可以达到40%.据推测,全球可利用的风能资源为200亿千瓦,约是可利用水力资源的10倍。我国陆地可开发风能为32.26亿千瓦,其中,内蒙古陆上风能资源占全国总量的占40%,其次是新疆占37%.此外,海上有着丰富的风能资源和广阔平坦的区域,近海风力发电技术也成为近年来国内外研究和应用的热点之一。

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