变速恒频发电系统的理论分析及实验研究

风能是自然界中取之不尽用之不竭的没有污染的能源，利用风能发电来提供电力，愈来 愈受到人们的重视。但风能比较难于控制，风速的变化会引起风轮机转速的变化，因而由它 所驱动的交流发电机的输出频率与电压也将随之变化，这对用户或与电网并联来说都是不合 适的。为了解决这个问题，本文提出一种变速恒频发电系统，这种系统能保证当风轮机转速 在一定范围内变化时，在交流发电机输出端能获得稳定频率的电压。这种系统是通过将风轮 机与发电机以电磁滑差方式联接，并通过由电子器件组成的调节系统自动调节电磁滑差联接 装置的励磁电流而实现的。这种系统的特点是结构紧凑、运行可靠、调节精度较高、控制简 单方便。本文介绍了通过实验获得的某些性能结果，并对这种系统用于风力发电的可能性提 出了探讨性的看法。     

风能：将成为第三大能源

风作为能源,很早就被人类所开发利用。早在2000多年以前,人们开始利用风的"神力"带动风车引水灌田、碾米磨面。风能因取之不尽,用之不竭,不需要采购、运输,不需要开采,不消耗资源、清洁卫生、一尘不染的优势成为清洁可再生能源。有关专家通过对全球风力资源评估结果表明,风能潜力是全球电力需求的两倍多。由于国际原油价格上涨,风能发电日益受到各国重视,世界各国     

简捷型垂直轴风轮试验装置的研发

风能作为可再生能源已得到世界各国的极大重视。风洞试验是研究新型垂直轴风轮气动性能的重要手段,由于专用大型风洞设备占地面积大、费用高等原因,不利于进行新型垂直轴风轮性能的研究。对一种简捷型风洞试验装置进行了研发,确立了开口直流式风洞的总体气动结构,并对其动力段、扩散段、整流段及收缩段的性能进行了设计计算,搭建了风轮试验台。通过对垂直轴三戟风轮性能参数进行试验分析,分析结果表明:这种试验装置可以实现风速在0.5～15.0 m/s范围内的调速,且结构简单、制造方便、成本低,为风轮特性的初步研究提供了一个良好的试验平台。     

打造最强风力机

正海上风力发电机组自出现以后,发展趋势体现为大型化。随着风力机的大型化,带来整机功率的提升。那么,风力机是没有最大,只有更大吗?风力机的效率究竟有没有上限呢?风力机的最大效率有多少?风能到电能的转换效率,因风力发电机(叶片)种类的不同而有很大差别。在风力机领域,相关的研究理论有许多种。其中,德国物理学家阿尔伯特·贝茨(Albert Betz)在1922~1925年发表了"贝茨理论",即动量理论,研究了经过风轮的风能有多少可以被转化为机械能。他首先假设在这个过程中没有能量损失,风都是理想气流,风轮能够吸收气流所有的能量。但是,如果风轮将风速降为0,后面的风就刮不过来了。因此,经过风轮的气流必须仍具有一定速度。也就是说,100%利用风能的风力机是不可能的。综合考虑,贝茨算出理想风轮的最大利用系数为0.593,即理论上最多只有59.3%的风能可以被风轮转化为机械能。实际上,在现实中根本不存在这样的"理想风力机",因此,风能利用系数也无法达到那么高的数值。除此之外,设计     

风轮机特性的模拟

分析了风轮机运行特性及其最佳风能利用原理,推导了风能利用系数、风轮机输出转矩的近似表达式,验证了采用直流电机的输出特性模拟风轮机的输出功率曲线的可行性,并给出了模拟系统的硬件结构.经过实验,该系统能够近似模拟风轮机的转矩一转速输出特性,为在实验室条件下进行风力发电系统的研究提供了一个实用的方法.     

适合任意风向聚能风力机的数值模拟

随着化石能源的储量越来越少,人们必须去寻找新的补充能源.风能作为一种清洁无污染的可再生能源,在人类目前所使用的各种能源中所占的比例越来越重.由于风能具有不破坏环境、无污染和几乎取之不竭等优点,对它的开发利用日益普遍,因而有必要对风力发电技术进行深入研究.通过数值模拟的方法,研究一种适合任意风向的聚能 遮蔽型垂直轴风力机的风能利用率.流场模拟表明,这种新型风力机能够有效地提高转子输出功率.     

三叶风能传递腔式风轮性能试验与分析

提出一种新型三叶风能传递腔式风轮并针对该风轮的缩尺模型进行动态输出功率特性试验,揭示了该风轮模型的动态输出特性,得到了该风轮最佳工作参数,该研究可为该风轮的结构改进和发电机的设计提供依据。     

关于光热电站定日镜单镜校准研究和分析

在环保要求越来越重要的今天,太阳能光热电站在清洁能源利用中的地位越来越重要,太阳能的合理与充分利用有利于提高光热电站效率。太阳能光热发电技术是指利用聚光器收集太阳能,通过接收器转换成热能,加热工质,驱动热动力装置进行发电的技术;定日镜是塔式太阳能光热电站太阳光热能重要组成部分。该文重点介绍定日镜部件组成、坐标系确定以及校准工作,用于后续项目定日镜调试借鉴参考。     

中国风能发展战略研究

2008年2月中国工程院启动中国能源中长期（2030、2050）发展战略研究重大咨询项目,项目设置6个课题,根据可再生能源课题的安排,风能组的工作是在“中国可再生能源发展战略研究”的基础上,进一步摸清风能资源家底,从战略的角度对风能市场、产业、技术和应用进行综合分析,提出我国风能中长期发展的战略目标、技术路线、发展重点和政策措施。文章简要介绍了研究的结果。     

1.5MW风力机叶片设计与气动性能分析

叶片是风力机中最关键的部件,其气动性能决定风力机的风能利用效率。本文通过Glauert法设计1.5 MW水平轴风力机叶片,并利用FLuENT中的k-ωSST湍流模型,采用周期性边界,对叶片进行气动性能进行数值模拟。分析叶片桨距角固定的风力机在不同来流时风轮的转矩和轴向推力。研究表明:风轮在额定工况下,输出功率1 602 kW,风能利用系数达到0.325,满足设计要求;风速大于12 m/s时,可通过适当降低转速来维持风力机输出功率。     

树木石油异军突起

能源短缺是当今世界的一个大问题。据专家测算,全世界的煤还可以开采200年,天然气可开采45年,而石油已经只能开采30年。矿物能源不能再生。怎么办?专家们寄希望于太阳能、风能、潮汐能、氘能及生物能等可以再生的非矿物能源上。 太阳能是地球上的最大能源,但由于它的分散性,需要巨大的空间和庞杂的热发电设备;风能则有其不稳定的缺点;潮汐能的利用技术较复杂,难以普遍应用;利用海水里的氘进行热核反应,虽能提供巨大能源,可是核聚变又谈何容易！于是 科学家将注意力转向     

某公寓热水供应方案的比选

太阳能作为一种新能源,是一种清洁无污染的可再生能源。太阳能热水系统是以吸收太阳辐射能为热源,将太阳能转为热能以达到加热水的目的的整套装置,包括太阳能集热装置、储热装置、循环管路装置等。由于太阳能热水系统在全年运行中受天气的影响很大,其独立应用存在间歇性、不稳定性和地区差异性,在太阳能应用中除利用集热器将太阳能转换成热能外,应采取热水保障系统（辅助加热系统）和储热措施来确保太阳能热水系统全天候稳定供应热水。     

筒式风能采集系统及其试验研究

为了克服现有技术中风能采集装置对风速或风向适应能力不足、风能利用率不高的问题,提出了一种适合城市高空风能利用的新型筒式垂直轴风力发电系统,其不仅具有很强的风向适应能力,而且能够在较低风速时,充分利用导风板将风力集中到筒式风能采集系统内,提高了风轮利用风能的效率。这种风力发电系统将与城市高层建筑构成一体化,充分利用高空风能优势进行发电,噪音小,不会给城市的生活和工作带来影响。介绍了该筒式风能采集系统的主要组成部分,以及实验结果,初步证实了该设计的可行性。     

清洁能源与可持续发展

正太阳能:是指太阳的热辐射能,其利用有光热转换和光电转换两种方式,一般用作发电或者为热水器提供能源。核能:由原子核的链式反应所产生的能量,包括用于原子电站的核裂变能和正在研究的核聚变能。生物质能:植物叶绿素将太阳能转化为化学能储存于生物质内部的能量。风能:太阳辐射引起的空气流动的能量,到达地球表面的太阳能约有2%转化为风能。氢能:氢氧化所释放出来的能量。地热能:地球内部具有的热能,是地球本身蕴含的能量。这种能源是从地壳中提出来的天然热能。     

云南风速韦伯分布参数计算分析

由于风能具有“清洁性”、“再生性”等优点,风能的利用对人类的未来是十分重要的。风能的开发利用首先需要摸清风力资源,这一工作除可用自记风速资料计算以外,还可用风速分布情况加以推算,一般是用某种概率分布对风速的频率分布进行拟合。常用的是韦伯分布,其概率密度函数表达示为:     

北京工业大学环境与能源工程学院：北京工业大学系列报道之五

环境保护和资源、能源的台理利用是当今世界各国普遍关心的热点问题,也是事关子孙后代的健康繁衍和实施可持续发展战略的核心内容。同时,整治首都的大气环境,使用洁净能源,还北京一个清洁的蓝天,这是国务院要求北京市限期完成的任务。北京工业大学环境与能源工程学院正是顺应当今世界将环境与资源、能源紧密结合的发展趋势和北京市经济建设的发展方向,在原“化学与环境工程学系”和“热能工程学系”的基础上,于1999年1月27日成立的,是全国高校中第一个将环境与能源工程合并战立的学院。     

日新月异的海洋能制能技术

海洋能是指依附在海水中的可再生能源,包括:潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能和海流能等。更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。按储存形式又可分为机械能、热能和化学能。海洋能理论储量是目前全世界各国每年耗能量的几百倍甚至几千倍。     

风能致热系统研究

论述了风能致热系统的工作原理。通过对系统与负荷匹配的研究，提出采用薄壁孔元件作为阻尼元件可使系统始终工作在最佳工作点有效地将风能转化为热能。     

海上浮式风力机——近海深水风能开发的选择

正伴随着世界经济的快速发展和人口的迅速增长,能源需求大幅增加,化石能源已经不能满足世界日益增长的能源需要,并且对全球环境的维护和改善造成巨大的负面影响。风能由于其清洁可再生、利用方便等优势,已经成为最有开发利用前景的可再生能源之一。而海上风能资源丰富,视觉污染和噪音污染小,得到世界各国的广泛关注。由于浅水海域有限,且有港口航运、渔业开发、旅游及工程用途等专门的功能区规划,大型风电场的建设受到限制,海上风电发展     

风能-波浪能互补发电技术发展综述

<正>自“十四五”规划发布以来,随着“碳中和”和“碳达峰”目标的提出,我国已然进入能源结构低碳、环保转型的关键期,而发展绿色清洁海洋可再生能源对于能源转型具有重大意义。我国近年来在海上风电发展迅速,近海海域已经十分饱和,目前已往深远海发展,这就需要我国掌握、建设和运维更多关键技术。本文以风能-波浪能互补发电为例,展开论述漂浮式平台的关键技术与难题,并进一步阐述深远海多能互补发电的发展前景。