本帖最后由 twq19810302 于 2022-12-21 14:19 编辑
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) I h/ n2 ]+ U2 z) b无论是我们对荷兰大风车的印象，还是根据中国的史料记载，利用风能的风车可以是4个叶片、6个叶片甚至更多，为什么现代利用风力发电的风机基本上都只有3个叶片呢？
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广东粤电平远泗水40兆瓦风电场项目$ V& q2 D* e: y. B3 t6 [7 ?
9 B; p' ~( k' R" q) \# W来来来，一起探讨其中的奥秘吧
9 D! t8 b A- [" Y3 b* Q, A0 ?我们知道设计制造和运行风力发电机组，其目的是在同等风资源条件下，以最小的投资获取最大的收益，说白了就是要尽可能降低风机的成本、最大限度提高发电量。* f1 I4 `# O+ O4 ^$ D
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% a* n+ e: Z, H7 \% O, ?悠悠风机点缀着粤电湛江丰收公司农业光伏综合光伏项目
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首先，从发电功率的角度进行分析：# v- [- C3 H- R1 l) O
4 N: |, [" f' _8 IP（机械功率）=T（转矩）×n（转速）/9.55
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% e5 n& f* ^5 P也就是说机械功率与两个参数有关，一个是风轮的转矩，另外一个是风轮的转速。" j+ E1 D( s% c: ^( Z4 c2 H
7 I2 i$ D9 o& F& m8 ^3 m（注：风轮的转矩，是机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形，故又称为“扭矩”。简单的说，就是转动风轮所需要的力量的大小。）9 [+ q: ^) i5 e
- ]9 Q Y/ c' ^# h% u在设计功率确定的情况下，风轮转矩越高，则风轮转速就越低；风轮转矩越低，则风轮转速越高。
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; w5 [7 ~2 b; A$ O; [1 i那我们是选择高转矩还是低转矩比较好？‍9 P* L3 d' t% I1 @, z# z! V
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在设计功率确定的情况下，获取同样的机械功率，转速越高，叶尖速比就越大，转矩就越低，制造成本就越低。' o% h& ^. A. e5 U( U
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) q- P1 V# A6 [/ E2 B: @' H7 Z风机结构图 % Q2 Y: e1 V [6 x) n
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因此我们要尽可能降低转矩、提高叶尖速比，取得更大的风能利用系数，获取更大的发电量。/ i6 U: ?5 y( J2 e
) t+ G2 ]! G$ }; v3 j转矩是随着叶片数量的增加而增加。在实际应用中，3个叶片与4个叶片或更多叶片相比，3个叶片的转矩是最低的。叶片越少，转速越高，叶尖速比就越高。
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1 n7 g7 q% V, L% x1 d- p+ B8 q( q那2个叶片的风机
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不是转速越高、叶尖速比越高？
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 2个叶片的风机 * L, |% r4 n: ^ z
当然。但我们需要考虑的是：虽然使用2个叶片可以获取最大的叶尖速比，但是发电效率却下降了，因为使用2个叶片的转矩较低，而在低风速下，较低的转矩达不到发电的转速，就没有功率输出。9 I7 }6 c/ N8 k* r, Q* ~- [' {
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其次，叶片越少，额定转速越高，转速高到一定程度，叶尖的圆周线速度很大，引起风阻也大，阻力矩限制了发电功率和转速的进一步提高。
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另外，2个叶片的风机又由于叶片间空隙大，所以捕风效率不如3个叶片的风机。为了提高捕风效率，2个叶片风机的转子转速通常比3个叶片高，也会使风机噪音增大、视觉影响放大。
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6 B- }- l8 f! c* v! c- f- Y中航象州百丈50兆瓦风电项目
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所以，叶片太少也不好。 那4个叶片甚至更多叶片的风机呢？
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3个叶片便于风机保持平衡，当叶片数目过多，风机平衡起来较困难，而且造价高。多叶风机由于阻力较大，会产生干扰叶片旋转的不利因素，降低能量的转化率。
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所以，使用3个叶片的风机可以获得最佳叶尖速比，进而实现最大限度的能量获取，实现最大发电效率，同时具有好平衡、低成本的优点，经过长时间的验证，3个叶片的风机便成了如今最普遍的风机形式。
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- |( P/ |; `3 m! n1 qSo，我们的答案就是：! |. Y9 c. x" a% l4 V7 p
8 B; x# L& x. K5 Y# M2 o风力发电机组采用3个叶片的形式，实现了机械稳定性、发电效率、制造和安装可行性以及成本和收益的最佳平衡，为实际运用最佳实施方案。
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发表于 2022-12-21 14:16:46
