风力发电机叶片使用寿命的影响因素--《中国农业机械工业协会风能设备分会2011年度论文集（上）》2011年
风力发电机叶片使用寿命的影响因素
【摘要】：结合风力发电机叶片的制造和使用环境特点,探讨了风力发电机组运行中的破坏因素,阐述了风力发电机叶片使用寿命的影响因素。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TM315【正文快照】：
前言目前我国风力发电产业正处于迅速发展阶段,风力发电机组设计寿命20年,但实际运行年限将成为风能领域的重要课题。其中,风力发电机叶片和塔筒防腐即为研究对象之一,塔筒主要为静态钢结构防腐,风轮叶片则是高空动态运行,使用年限将受多方面因素的影响。根据长期跟踪研究表明
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京公网安备75号　　【学员问题】小型风力发电机的使用条件？
　　【解答】小型风力发电机一般应在风力资源较丰富的地区使用。即年平均风速在3m/s以上，全年3-20m/s有效风速累计时数3000h以上；全年3-20m/s平均有效风能密度lOOW/O以上。在选择使用风力发电机时，要做到心中有数，避免盲目性，这样才能充分地利用当地的风力资源，最大限度地发挥风力发电机的效率，取得较高的经济效益。
　　应该指出的是，在风力资源丰富地区，最好选择风机额定设计风速与当地最佳设计风速相吻合的风力发电机。如能做到这一点无论是从风力机的选择上，还是利用风力资源的经济意义上都有重要的意义。风洞试验证明，风轮的转换功率与风速的立方成正比，也就是说，风速对功率影响最大。若选用的风力发电机额定设计风速越高，那么其额定功率输出的效果就越加不理想。但也必须指出，风力发电机额定设计风速偏低，其风轮直径、电机相对要增大，整机造价相应也就加大。
　　以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。 责任编辑：tracy
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小型风力发电机的使用条件说明& & & & &小型风力一般应在风力资源较丰富的地区使用。即年平均风速在3m／s以上，全年3-20m／s有效风速累计时数3000h以上；全年3-20m／s平均有效风能密度lOOW／m2以上。在选择使用风力发电机时，要做到心中有数，避免盲目性，这样才能充分地利用当地的风力资源，最大限度地发挥风力发电机的效率，取得较高的经济效益。& & & & & 应该指出的是，在风力资源丰富地区，最好选择风机额定设计风速与当地最佳设计风速相吻合的风力发电机。如能做到这一点无论是从风力机的选择上，还是利用风力资源的经济意义上都有重要的意义。风洞试验证明，风轮的转换功率与风速的立方成正比，也就是说，风速对功率影响最大。例如，在当地最佳设计风速为6m／s的地区，安装一台额定设计风速为8m／s的风力发电机，结果其年额定输出功率只达到原设计输出功率的42％，也就是说，风力发电机额定输出功率较设计值降低了58%。若选用的风力发电机额定设计风速越高，那么其额定功率输出的效果就越加不理想。但也必须指出，风力发电机额定设计风速偏低，其风轮直径、电机相对要增大，整机造价相应也就加大．从制造和产品的经济意义上考虑都是不合算的。小型风力发电执使用的一般要求& & & & & 目前，小型风力发电机都采用蓄电池贮能，家用电器的用电都由蓄电池提供。所以，用电时总的原则是，蓄电池放电后能及时由风力发电机给以补充。也就是说，蓄电池充入的电量和用电器所需消耗的电量要大致相等(一般以日计算)。下面举一例说明这一问题：某地区使用了一台风力发电机，额定风速输出功率为IOOW,假设，该地区某日相当于额定风速的风力吹刮时数连续为4h，则该风机日输出并贮存到蓄电池里的能量为400Wh。考虑到铅蓄电池的转换效率为70%，则用户用电器实际可利用的能量280Wh。如果该用户使用的电器有：& & (1)15W灯泡两只，使用4h，耗能为120Wh；& & (2)35W电视机一台，使用3h，耗能为105Wh；& & (3)15W收录机一台，使用4h，耗能为60Wh。& & 以上总耗能为285Wh。& & & & &这样，用电器日总耗能比风力发电机所能提供的能量超出了5Wh，也就是出现了所谓的“入不付出”用电；这种入不付出的用电，将会使蓄电池处在亏电的状态下工作。如果经常长时间地这么用电，将会使蓄电池严重亏电而损坏，缩短其使用寿命。& & & & &上例，是假定风力发电机在额定风速状击下的用电情况，而实际上，由于风的多变性，间歇性，风既有大小的不同(风速)又有吹刮时间长短的不同(风频)。所以，在使用用电器时要做到风况好时可适当多用电，风况差时少用电。这就需要用户在使用时认真总结经验。& & & & &另外，有条件的地区和用户可备一台千瓦级的柴油发电机组，当风况差的时候给蓄电池补充充电，做到蓄电池不间断地供电。小型风力发电机的实拍图展示：小型风力发电机的细节图展示：小型风力发电机可广泛应用在渔船、风光互补监控、风光互补路灯、户外监控等领域。以下是广州尚能小型风力发电机的成功应用案例展示：广州尚能的小型风力发电机，采用SKF瑞典原厂进口-40度耐低温轴承，适应高寒地区使用（西藏，新疆，内蒙古，东北，俄罗斯，北欧，加拿大等），使用寿命更长。如上图所示，就是我们的风机在北极供给考察队提供日常用电的展示。& & & & & 北极地区具有十分丰富的风资源条件，常年平均风速可以达到10m/s，四面无遮挡，为风力发电机组的运行提供了十分有利的条件。然而风速是不稳定的，忽大忽小，风力发电机发出的电流和电压也会随着风速的实际情况而变化，但经过控制器的整流，由交流电变成了具有一定电压的直流电，并向蓄电池进行充电，通过逆变器后，从蓄电池组输出的直流电变成了220伏的交流电，这样就可以供应给各种设备使用。据客户反应，当海面风力在6至7级的时候，广州尚能MINI系列400W小型风力发电机组就已经能达到全功率发电。& & & &北极考察队利用海上丰富的风力资源，使风电设备的应用得到充分的发挥。不但满足了北极考察队日常的用电需求，又改变了过去传统的能源消耗方式，保护了海洋环境，为世界碳排放减轻负担。
“永磁风力发电机小型风力发电机的使用条件说明”其他说明
MAX 600W 风力发电机技术参数
最大输出功率
原生铝合金外壳
5 个 高强度尼龙纤维
电磁制动，磁阻尼和叶片失速控制
运行温度范围
-40&c~120&c
无刷三相永磁电机
风力发电机连接型
控制器类型
PWM/MPPT 控制器
ISO CE RoHs
3 年有条件的保证期
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您当前访问的产品需要授权才能查看，请尝试用密码访问或索取密码。一场台风能发电50年，这台风力发电机当真这么牛？
“对下次台风来袭居然隐隐有些小期待。”
事情是酱纸的，据说有位日本青年搞出了个，强大得不得了，于是我就毫不客气地开扒了。
为了，人类烧煤烧石油，结果把地球烧得水平面上升，于是成为新能源战略发展方向，核能更被认为是人类最具希望的未来能源之一。
蓝鹅，日，日本东北海岸发生了9.0级地震并引发海啸，福岛核反应堆冷却装置失效，放射性物质外泄。
福岛第一核电站5号、6号机组
福岛核事故成为继前苏联切尔诺贝利、美国三哩岛核事故之后，全球又一次影响严重的核事故。
前苏联切尔诺贝利核电站事故，历史上最严重的核电事故，首例第七级核事件（第二例为福岛核事故），造成9.3万人死亡，27万人致癌。
核电站事故危害性之大，让人们不得不重新审视对核能的利用，深受其害的日本尤甚。
福岛核事故之前，核能已占日本能源相当比例 ，事故发生后，日本境内54座核电站逐步关停，导致电力短缺，电价上涨，日本民众对核能的信心不再，日本政府原定的提高核能使用比例计划已不可能实现。
日本可持续发展研究协会就电力能源利用的远期规划
数据出处：《日本机械学会誌》2006，(7)
资源稀缺的日本，不得不将重点放在开发新能源上，尤其是较为丰富的太阳能。
不过，有位叫清水淳的日本青年却认为，日本的风能更具有开发价值，因为不少地区年均风速都在6m/s之上。
而且，日本四面环海，处在太平洋沿岸，每年台风定点临幸，盛宠不衰，光今年就已经临了六七回了，如果可以把台风的能量加以转化，岂不妙哉。
（日本：皇上，我求求你雨露均沾）
问题是，日本现在所用的风力发电机，大都是进口的欧式水平轴发电机，并不适用于台风区，只能频繁被台风重创，或者直接人道毁灭，停电已成定局，利用台风转眼已是妄想。
风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
风力发电机有两大类：水平轴型和垂直轴型，分螺旋叶式和马格努斯式，其中马格努斯式的垂直轴风力发电机尚未实用化。
这位不走寻常路的青年，想的就是开发马格努斯式的全向型垂直轴风力发电机。
既通过全向轴，应对无法预测的风向，减少损坏。
也能抗强风，甚至是台风。清水淳认为，只要发电机达到一定数量，即便转化率低，一场台风的巨大能量，也能产生足够日本使用50年的电量。
至于「马格努斯式」是啥，请听下文分解。
马格努斯效应（Magnus Effect），发现于1852年。
技术原理：
当一个旋转物体的旋转角速度矢量与物体飞行速度矢量不重合时，在与旋转角速度矢量和平动速度矢量组成的平面相垂直的方向上将产生一个横向力。在这个横向力的作用下物体飞行轨迹发生偏转的现象称作马格努斯效应。
旋转物体之所以能在横向产生力的作用，是由于物体旋转可以带动周围流体旋转，使得物体一侧的流体速度增加，另一侧流体速度减小。
好吧，说点人话。
先举个栗子，当我们直直扔下一颗篮球，由于地球不真空，所以球有点偏移，但基本直落。
而当我们给篮球加上点旋转力，即便我们直落扔下，它也会自动大幅度偏离轨迹。
原因就是发生了马格努斯力，球在前进中，旋转的方向一侧与气流同向，一侧则逆向，同向一侧对气流产生粘性，带动流速增快和气流转向，压强变小，球被逆向一侧的高压强推动，产生横向作用力，偏离轨迹。
球类运动中，就有许多与马格努斯效应有关的著名瞬间， 譬如1997年，巴西和法国足球大赛中Roberto Carlos的任意球。
切换一下角度看，可以很明显地发现，在所有人认为这颗球正朝着远离球门的方向飞去的时候，它却来了个回马枪，把守门员杀个措手不及，这个方向突变，恰好展现了马格努斯效应的风采。
让我们回到清水淳的发电机模型，主体为三个滚动轴，以及中心轴。
当风来袭，转动着的滚动轴将气流分散到两侧，并产生一个垂直于风向的马格努斯里，三个滚动轴共同作用，整个发电机就会转动，转化风能。一招乾坤大挪移，散其功，不正面受敌，推己力，四两拨千斤，以柔克刚。
对于不同强度的风，通过调整滚动轴的转速，达到一个能与之抗衡的力，即可实现效果。清水淳表示，开发成熟的发电机，可以承受80m/s的风力，超强台风也扛得住。
借此，清水淳希望可以使未来的日本实现能源自给，有可能的话，还能惠及未普及电的国家或地区。
（清水淳的垂直轴风力发电机概念图）
今年7月，清水淳的团队将样品安在了经常被台风狠狠疼爱的冲绳。目前的样品电力转换率只达30% ，略低于传统风力发电机，不过只要能抵抗台风，好处是大大的有。
问题是，小哥的样品目前还没遇到台风，而且一旦成功，如何储存这50年的电量也是需要科学家们头疼的事，而试验效果如何，让我们拭目以待。
（清水淳和他的发电机）
实践是检验真理的唯一标准，因为还没实践，所以仍是有不少人笑说小哥「痴人说梦」，但却又不少人，觉得有梦想最可爱。
我想啊，人类之所以能以战五渣之躯，过五关斩六将，成就如今这个条条大路通罗马的明亮世界，就是因为敢想敢梦敢做吧。
毕竟数百年前，哪知道有「电」这种鬼东西。
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