风力

基于风力涡轮机的开发...

摘要：风力涡轮机是通过称为叶片的叶片将风能转化为旋转能的设备。通常，风力涡轮机与发电机并直接产生电能。在目前的工作中，已经尝试了一种涉及基于风力涡轮机的压缩空气存储系统的尝试。存储的压缩空气用于驱动空气涡轮机而不会发生任何波动。交流发电机与涡轮转子的轴结合。转子开发的功率的一部分使用交流发电机转换为电能，并且转子中可用的剩余功率（机械能）用于运行压缩机并产生压缩空气并存储在储罐中。存储的压缩空气用于驱动空气涡轮机以发电而不会发生任何波动。

风力涡轮机碳刷

全球环境的极端多样性对风力涡轮发电机的性能有很大影响。摩根先进材料公司开发了一系列材料，以满足该应用可能遇到的电气和环境需求的巨大变化。我们提供工程设计和开发支持，并可协助为您的应用选择正确的碳刷，以最大限度地延长碳刷寿命、减少环磨损并提高发电机性能。

风力发电机设计

第 2 章：文献综述 2.1 项目背景 风能已成为一种流行的绿色能源。十多年来，风能已被用于各种用途。然而，利用风能发电是一种较新的应用。目前，世界各地都有大片风车场，即风电场。其中一个值得注意的趋势是小规模使用风能。个人和组织可以购买或建造小型风力涡轮机来发电，满足家庭和商业能源需求。有机会将所生产的电力供应给电网，并允许公司购买以满足他们的需求。（Brinkman，Robert，《可持续发展导论》第 74 页）。传统的“风力涡轮发电机系统 (WTGS)”在水平轴上旋转，由三叶风轮组成，转速高达 1500/750 rpm，变速箱的传动比大于 60（见图 2.1）。异步电机具有许多优点，例如设计简单、能够在不同操作条件下工作以及资本和运营成本低。异步发电机通常与鼠笼和滑环电机等感应电机一起使用。滑环转子位于机器的转子侧，连接功率转换器或电阻器，控制电流流动，使机器以不同的速度运行。

美国风力发电

• 截至 2020 年 9 月底，近期风电项目规划容量为 43,575 兆瓦，包括在建项目 24,355 兆瓦和高级开发项目 19,220 兆瓦。总规划容量与上一季度基本持平。 • 尽管受到新冠疫情的影响，项目开发商在 2020 年第三季度宣布了 2,420 兆瓦的新增开发活动，总计 972 兆瓦的项目已开始建设，另有 1,448 兆瓦进入高级开发阶段。 • 开发商继续报告提高在建项目税收公平的挑战。据报道，由于经济不确定性、贷款标准收紧以及资本配置有限，税收公平供应紧张。AWEA 正在寻求直接支付条款来缓解这一限制。

垂直轴风力涡轮机

水平轴风力涡轮机（HAWTS）是大部分网格连接的风力涡轮机，但价格昂贵，巨大，难以安装，操作，维修和维护，并且需要大量的土地进行操作。他们需要快风才能产生并非始终可用的动力，并且必须在高于其“生存速度”的强风中被关闭。由于它们是间歇性发电的来源，因此它们需要备份发电机，并且这些发电机通常会发出CO 2。鉴于这一现实，可以得出结论，风力涡轮机是一种不适当的发电方式，但它是霍特，而不是所有具有主要负面特征的风力涡轮机，使它们成为大型发电的不适当选择，尽管它们有好处。

反向旋转垂直风力涡轮机先进复合材料风力涡轮机叶片的制造

在过去的几十年中，风能发展迅速，目前是最有前途和经济可行的能源之一[2]。欧盟委员会的《2050 年能源路线图》指出，将增加对可再生能源技术的投资。预计到 2050 年，风力发电将比任何其他可再生能源技术提供更多的电力[3]。风力涡轮机主要可分为两大类：水平轴风力涡轮机 (HAWT) 和垂直轴风力涡轮机 (VAWT)。VAWT 类型似乎比 HAWT 更古老 [4]，但在风能行业，HAWT 类型更受欢迎，主要是因为产生的能量更多 [5]。随着人们对风能的兴趣日益高涨，VAWT 被认为是浮动海上风力涡轮机概念 [6] 和家庭用电中 HAWT 的潜在替代品。随着两种主要涡轮机类型 Darrieus 和 Savonius 垂直涡轮机的发明[4]，人们对 VAWT 的兴趣日益增加。图 1 展示了 Darrieus 和 Savonius 风力涡轮机以及 Darrieus 涡轮机的一个特殊情况——H Darrieus 转子。

垂直轴风力涡轮机的应用

图 3.1 – 表示动量守恒和钝体尾流的控制面（风洞的固体壁、固体物体和限制有效尾流的恒压表面，两个表面垂直于未受干扰的速度矢量，表面 1 位于物体的上游，表面 2 是尾流横截面最大的表面）[4] ............................................................................................................................. 28

风力发电预测误差评估...

当风吹起，风力涡轮发电机收集动能并将其转化为电能时，需要预测涡轮机将发出多少电力。即使是最完美的计算机模型，具有很高的计算能力，也无法模拟自然力量的美妙，我们必须接受预测功率输出中存在一定程度的预测误差，因为大气中固有的随机模式。该项目旨在调查影响哥特兰岛风力发电资产预测误差的主要原因和因素。从理论和已进行的案例研究来看，风速是风力发电的最强预测因素，声称其他任何因素都是非常不准确的。然而，风力预测的主要预测因素是从文献研究中总结出来的，从天气模型中提取出来，并在哥特兰岛 Näsudden 的 Stugylparken 风电场案例研究中进行了尝试。尝试了三种不同的预测方法，根据所选的评估指标，集成树模型是最佳模型。表现第二好的模型是人工神经网络，理论功率曲线的预测效果比研究中测试的标准机器学习方法更差。值得注意的是，在评估选择哪种模型时，取决于评估方式以及哪个指标被视为最重要。除了风速对所有模型的影响最为显著之外，预测误差似乎与昼夜循环有关。一个原因可能是白天的陆海相互作用，尤其是在 4 月至 9 月期间。较高的预测误差与平均风速较高的时期密切相关，天气变化的时间会影响可预报性，并且应该会出现较大的误差。在本项目中，数值天气预报数据用于研究预测误差。在模型运行的最初几个小时内可以看到较低的误差。这是意料之中的，因为这是我们最接近初始条件（换句话说，现实世界）的时候。然而，似乎风速和昼夜循环比数值天气预报模型在最初 24 小时内的表现更为重要。由于安装容量较大，预测未来几年风力发电资产的电力输出预计会变得更加重要。即使安装容量增加，也不希望出现容量过剩，灵活性将更为重要。我们面临着挑战，但也有机会更有效地利用社会资源，并通过更灵活地利用资源来降低社会对地球的气候影响。

风力涡轮机设计与实施

风力可再生能源分配规范

3.3.3. 单位购电上限价为每千瓦时5.50美分，下限价为3.50美分。密封的财务投标信封中报出的每千瓦时单位购电价格（财务投标）应以两位小数表示。超出上限和下限价格范围的财务投标应被视为无效。一旦打开财务投标信封，委员会应通知申请人，并按价值对财务投标信封中的投标进行排序。拍卖应在报出最低财务投标的最多五个申请人之间采用逆向拍卖程序进行。在确定五个最低财务投标时，如果其中的投标价值相等，则所有报出相同投标价值的申请人都应参与拍卖。拍卖应以最低财务投标为基础进行，投标人每次应按顺序低于先前报出的最低价格，直到报出下限价。当达到高于底价的最低最终出价时，拍卖结束。如果其中一位投标人报出底价，则应按顺序接受其他投标人的出价。当其他投标人退出拍卖时，拍卖结束。如果第二位投标人报出底价，则第二位投标人应被视为同意支付每兆瓦最低 10,000（万）美元，随后将进行每兆瓦应支付的出资份额拍卖。当达到出资份额的最高出价时，拍卖结束。3.3.4. 委员会认为必要时，可以设定降低价格和增加出资费的出价范围。报出最终出价且未提交新出价的申请人应签署拍卖记录，并且不得在拍卖中再提交任何出价。