试论垂直轴风力发电技术的发展趋势.doc

试论垂直轴风力发电技术的发展趋势 目录 TOC \o 1-9 \h \z \u 目录 1 正文 1 文1：试论垂直轴风力发电技术的发展趋势 1 3.2风力发电的技术现状风力发电机分为水平轴及垂直轴 3 3.2.1传统垂直轴风电技术未能实现大规模商业化的主 3 3.2.2近年 4 文2：浅议风力发电技术现状及存在问题 6 0 前言 6 1 风力发电 6 1.1 风力发电电机构成 6 1.2 风力发电原理 7 2 风力发电技术发展现状 7 3 风力发电技术问题改善 8 3.1 加强风力发电技术研究 8 原创性声明（模板） 9 正文 试论垂直轴风力发电技术的发展趋势 文1：试论垂直轴风力发电技术的发展趋势 到目前为止，国内垂直轴风力发电设备在国内还是刚刚起步，仅有几家研究机构对其进行研究，而试验样机模型仅为几十千瓦的机型，达不到现在风电设备大型化的商业要求。 1概述我国的风能资源根据全国900多个气象站陆地上离地10m高度资料进行估算，全国平均风功率密度为100W/m2，风能资源总储量约32.26亿kW，可开发和利用的陆地上风能储量有2.53亿kW，近海可开发和利用的风能储量有7.5亿kW，共计约10亿kW。如果陆上风电年上网电量按等效满负荷2000小时计，每年可提供5000亿千瓦时电量，海上风电年上网电量按等效满负荷2500小时计，每年可提供1.8万亿千瓦时电量，合计2.3万亿千瓦时电量。 2概述风力发电前景展望近几天全国新增风电装机容量约300万千瓦，平均每年新增60~80万千瓦，2010年底累计装机约400～500万千瓦。提供这样的市场空间主要目的是培育国内的风电设备制造能力，国家发展改革委于2005年7月下发文件，要求所有风电项目采用的机组本地化率达到70%，否则不予核准。此后又下发文件支持国内风电设备制造企业与电源建设企业合作，提供50万千瓦规模的风电市场保障，加快制造业发展。 3概述国外技术现状问题点及未来发展3.1国外风力发电现状20世纪80年代，随着世界能源危机的出现，发达国家和地区相继制定了开发和保护可再生能源的法律制度，并配套出台了利用可再生能源的优惠政策。可再生能源中，水力资源已基本布点完毕，进一步发展空间有限;太阳能光伏技术尚未能实现产业化突破;人们对核电的安全担忧使核电发展缓慢;商业用的风力机组大量涌现，使得风力发电在世界范围内发展起来。 丹麦、西班牙、德国、美国是世界上风力发电技术先进、应用广泛的国家。在2000年统计的世界前十名风电机组制造商的市场份额中，丹麦品牌占了90%，丹麦Vestas公司在天津建立了风力发电设备(中国)有限公司，目前已成为中国最大的风电设备制造外商，占有大约37%的市场份额。西班牙Gamesa公司是仅次于Vestas公司风电设备制造商，在2005年中国进口风电设备中，该公司市场占有率达26% 此外，德国GE公司、西门子公司、Repower公司、弗伦德公司等也以其强大的资金优势进行技术并购，快速涉足风电领域，逐步成为世界风电领域的知名品牌。 3.2风力发电的技术现状风力发电机分为水平轴及垂直轴 2风力发电的技术现状风力发电机分为水平轴及垂直轴两种型式，水平轴风力机商业化时间较早，目前世界范围内风力机水平轴型式占绝大多数。按功率调节方式的不同，水平轴风力机又分为变浆距功率调节与定桨距失速功率调节两种。目前水平轴风力机的发展趋势之一是提高机组的经济性，提高单机的发电容量等级和效率，降低单位造价及发电成本;另一个发展趋势是大型化、变速运行、变浆距及无齿轮箱水平轴风力机组。现在世界上兆瓦级以下的水平轴风力机组已具备了商业化价值，在2004年的汉诺威工博会上，4.5兆瓦的水平轴风力机组已面世。 随着计算科学的发展、随着垂直轴风力机在可靠性、可维修性等方面存在的显著优点，近年来垂直轴风电技术逐渐引起人们的关注，德国和美国已经有300MW～600KW机组的商业型投放市场，引起了全球风电业的普遍关注。 3.2.1传统垂直轴风电技术未能实现大规模商业化的主 2.1传统垂直轴风电技术未能实现大规模商业化的主要原因是:①风力机叶型设计和效率计算问题垂直轴风力机发明晚于水平轴，Darrieus式风轮出现于20世纪30年代，直到20世纪80年代才逐步有了商业化的应用。水平轴风力发电机的叶片设计目前普遍采用的是动量—叶素理论。垂直轴风力发电机的叶片设计以前也是按照水平轴的方法，依靠叶素理论来设计。由于垂直轴风轮的流动比水平轴更加复杂，是典型的大分离非定常流动，不适合用叶素理论进行分析、设计，计算结果误差较大，这是垂直轴风力发电机长期得不到发展的一个重要原因。随着计算机技术的不断发展，计算流体力学(Computational