風(fēng)輪機(jī)工程優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析

摘要：提出利用最佳尖速比及最佳風(fēng)輪利用率來對風(fēng)輪機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并通過實(shí)例說明方法的可行性。實(shí)例計(jì)算表明：使用該優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可以獲得系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能與系統(tǒng)配置的最優(yōu)解，從而可以得到最滿意的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：風(fēng)輪機(jī) 最佳轉(zhuǎn)速 葉尖速比 風(fēng)能利用率

引言

風(fēng)輪機(jī)是風(fēng)力發(fā)電的核心元件，對風(fēng)輪機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以最大程度地捕捉風(fēng)能，并有效地提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的利用效率，效率與風(fēng)力機(jī)的進(jìn)口攻角強(qiáng)度相關(guān)。葉片的進(jìn)口攻角是一個(gè)復(fù)雜的氣動(dòng)力學(xué)問題，與風(fēng)力機(jī)進(jìn)口風(fēng)速和風(fēng)輪轉(zhuǎn)速有關(guān)。風(fēng)力機(jī)效率（即風(fēng)能利用系數(shù)CP）通常表示為葉尖速比 的函數(shù)，隨著速比 的增加，風(fēng)力機(jī)的效率CP 的變化有一個(gè)最大值，此時(shí)的速比稱為最佳速比記做 ，這時(shí)對應(yīng)縱坐標(biāo)最大的風(fēng)力機(jī)效率稱為最佳效率，記做 。當(dāng)風(fēng)輪機(jī)在最佳效率下運(yùn)行時(shí)即可追蹤最大風(fēng)能，獲得最大的能量輸出。

總結(jié)：通過具體實(shí)例設(shè)計(jì)方案，驗(yàn)證了利用風(fēng)輪機(jī)葉尖速比特性曲線圖選取最佳風(fēng)能利用系數(shù)及最佳尖速比對具體風(fēng)輪機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的可行性、實(shí)用性、簡潔性。

參考文獻(xiàn)：

[1]張志英，趙萍，李銀鳳，劉萬琨.風(fēng)能與風(fēng)力發(fā)電技術(shù).[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2012

[2]秦大同，古西國，王建宏，劉建國.兆瓦級(jí)風(fēng)力機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析與優(yōu)化[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào)，2009年04期