風力發電綜述畢業設計論文-資料下載頁

　　

【正文】 律，從而才能精確的計算出發電量。因此，對于建立風電場而言，場址選擇特別重要。(2) 風力發電設備的投資費用。發電設備的單機容量越大，則單位千瓦的投資費用越低，批量生產的設備則叫單件生產的設備投資費用要低。(3) 工程費用。包括工程設計費用、設備運輸費用、基礎施工費用、基本建筑費用、土地費用、道路修建費用等。(4) 運行費用。主要為維修費用及運行人員的工資。(5) 投資回收方式，即設備的折舊率及投資回收期。這與投資貸款利率、設備規定的使用壽命及所要求的固定回收率有關，有時還應考慮設備保險所付出的費用。6. 2 風力發電成本的計算風力發電成本可按下面給出的式(61）(64)中的一個公式來計算： （61） （62） （63） （64）式中 COE—發電成本，元/（千瓦﹒時）； IC—投資費用（包括設備及工程費用），元； IC/A—風輪轉子掃掠面積投資，元/米；—風力發電機組每單位輸出功率投資費用，元/千瓦；—風力發電機組額定輸出功率，千瓦；—風輪轉子單位掃掠面積輸出功率，瓦/米；AEP—年發電量，千瓦﹒時/年；AEP/A—風輪轉子單位掃掠面積年發電量，千瓦﹒時/（米﹒年）；FCR—年固定回收率（或投資因子），%/年；OM—年運行及維護費用率，%/年；CF—容量系數（按一年8760小時的百分數來表示），%。其中FCR可按下式計算： （65）其中 IR—所要求的回收率，即應償付的銀行貸款的年利率，%； n—投資回收期的年數，即設備的壽命期，年。 （66）式中 —起始風速,米/秒； —截至風速，米/秒； —額定風速，米/秒； P（v）—風輪機的輸出功率特性； f(v)—風速的頻率分布；—風輪機的額定輸出功率，瓦；—傳動機械效率；—發電機效率。 容量系數（CF）即風輪機的可利用率 （67）第七章 風力發電未來的發展第七章 風力發電未來的發展7. 1 我國海上風力發電首先談談海上風電機組⒈功率風力發電場地的選址,海洋與陸地有很大區別。與陸地比,海上風速較高,約高出20%～100%。理論上講,風電功率與風速的3次方成正比,～。⒉平坦海面陸地表面不平,有高有低,對風力、風向、風量,甚至引起紊流,對風輪葉片破壞力等有很大影響極大,甚至導致振動、疲勞、斷裂。海洋沒有此類危險,海面平坦、風情穩定,也不會引發功率變動。⒊高度與風速變化不大海洋表面粗糙度較小,相對于海面上空高度的風速變化不大,支撐風機的塔柱不必太高。造價、安裝維護費用可減小。⒋環境影響不像陸地,海上周圍沒有居民,不會發生噪聲、電磁波、風輪擋光和轉動陰影等環境影響,可不必擔心。甚至可以實施高速運行。風電場大⒌風電場大 海面寬闊,不受場地限制,有可能實現風電場的大容量化。相對造價低⒍相對造價低由于海上風電要求專用船式吊車、直升飛機和水下固定等以及長距離海底埋設電纜,造價要比陸地高出60%,但發電量卻增加50%以上,比較平衡。陸地設備平均利用率約為2000h,好的可達2600h,而海上為3000h。因為海上風速較大而且穩定。⒎實現大型化海上風電的上述好處,促使人們將大型風電,轉向海洋。當今世界風電機組的大型化發展很快風電產業也以大型為主,產品的平均功率各國競爭攀升。大型化的含義有3種:尺寸大、單機容量大、裝機容量大。⒏單機容量大世界上尺寸（最大轉輪直徑122米）,也是單機容量最大()的風電機組GECMOD 5A —（美國），設在太平洋上夏威夷群島北岸,。7. 2 海洋風電的開發我國即將掀起大型風電建設新高潮,并將其以50%以上推向海灘。21世紀也是世界風電產業由陸地轉向海洋的新世紀。⒈事前調查國家發改委要求做好前期準備工作就包括事前調查。與海洋風電開發有關的事前調查內容如下: ①風況條件,風情特性、風況模擬。 ②設置條件,海象條件、地質等,海底地形,波浪、流況等。 ③選址條件,不能影響水域利用、漁業、船舶航行。 ④環境條件,海洋生物、鳥類、景觀、電波、海底地質、考古學上的物品等。調查結果應與陸地進行比較:對景觀的影響,產生的噪聲、電磁波、微波以及與鳥類的沖突等都應減小。⒉選址條件①海上風力要求強勁而且穩定,遠海的淺水域海流流速要低。 ②大規模風電場的建設應保證定期船舶及航空不受妨礙。 ③海底埋設輸電電纜作業易于施工且經費應減少。 ④動植物棲息不能受影響。⒊基礎設計作為基礎設計條件,波浪和風力組合的最大負荷以及疲勞強度的計算,最大風力負荷和流水負荷組合的最大負荷的計算,是重要課題。當風車行列中某一臺發生故障而停機,就會引起紊流效,進而導致最大負荷、疲勞負荷增加,風機性能應降低,并使基礎受到影響。設計時應當注意,或留有安全余量。⒋景觀效應必須注意沿岸景觀效應,旅游產業收入巨大。丹麥802MW大型海上風電場征求住民意見,調查后將風機排列按20臺為一弧形配置。⒌輸電線纜海洋風電設備通常距沿岸為10km～30km。由于高壓交流輸電(HVAC)常被反對,當輸電距離較長(100km)以上和容量較大(300MW以上)時,寧可選高壓直流輸電(HVDC)更合適。⒍浮體支撐當水深 20m時為淺水域,風電設備由基礎底座的支柱（通常為3根）直接插入海底以下10m固定即可。當水深在20m～300m之間的深水域,就應采用浮體結構,它是矩形或三角形箱體,漂浮在海面上。風電設備的支撐塔柱固定在盒式箱體上,浮體則由纜索牽引,纜索錨固于海底,這種漂浮箱體結構型式要注意強風時的搖動和傾斜。⒎維護條件與陸地環境不同,海洋風電設備特別是暴風雨天氣的維護檢修難度很大,費用很高,直接影響電力成本。有時需用直升機，應盡量減少這類費用。⒏今后課題動態負荷是風機研制最重要最困難的世界性課題,目前還無法解決,還不存在通風可靠的動態負荷計算方法。建立精確動態模型的條件是: ① 適當的自由度（每個風輪都有變化）。 ② 旋轉葉片截面的靜態特性。③ 詳細的風力參數（空間、時間關系）。④ 非穩定的風力氣動力作用必須忽略。這些條件很難滿足,應設法減小這些限制,建立模型數據庫,適應各種風輪需要,對可靠性提高、效率提高都有益。7. 3 中國發展風電的展望據不完全統計,2003 年年初在建項目的裝機容量約為60多萬kW,其中正在施工的約有10萬kW,可研批復的有22萬kW,項目建議書批復的有32萬kW,包括兩個特許權項目。如果這些項目能夠如期完成,那么到2005年底合計裝機可超過 100萬kW。預計“十一五”計劃期間（2006～2010年）,全國新增風電裝機容量可達280萬kW,因而累計裝機總容量約可達400萬kW。我區發展風力發電潛力巨大,內蒙古自治區是我國利用風力發電最早、規模最大的省區之一。,占全國總儲量的40%,居全國首位。50m ,也占全國總儲量的 40%。年大于 3m/s 風速的時間在 5000～6000小時。大部分地區風能密度在每平方米200～300W之間的風能豐富區的穩定度高、連續性好 ,風能豐富區的面積為46萬km 。目前 ,內蒙古自治區共建有輝騰錫勒、達里、錫林浩特、朱日和和商都五個風力發電場 ,總裝機容量為 ,2006年計劃發展到100萬KW。據了解,內蒙古風能資源豐富的地區是草原 ,地廣人稀 ,用地成本低。電網承載風電的能力強 ,安裝風機的面積大。我國已于今年2月批準了《可再生能源法》,并將于2006 年1月起正式實施 ,這將為內蒙古自治區進一步發展大型并網風力發電提供良好的時機。結 語結 語 在當今世界可再生能源開發中 ,風力發電是除水能資源開發外,技術最成熟、最具有大規模開發和商業開發價值的發電方式。風力發電是一個集計算機技術、空氣動力學、結構力學和材料科學等綜合性學科的技術。我國有豐富的風能資源,因此風力發電在我國有著廣闊的發展前景,而風能利用必將為我國的環保事業、能源結構的調整 ,減少對進口能源依賴作出巨大的貢獻。展望未來隨著風電機組制造成本的不斷降低 ,化石燃料的逐步減少及其開采成本的增加 ,將使風電漸具市場競爭力。隨著風力發電技術的不斷發展、風力發電機組制造成本和項目開發成本的不斷降低 ,發展風力發電是大勢所趨。經過多年的發展，我國的風電已經有了很大的進步。特別是在《可再生能源法》頒布之后，國家陸續出臺了一系列的可再生能源的支持政策，為國內的風電創造了巨大的市場，也為中國的風電產業的發展提供了良好的發展空間，風電發展日新月異。風力發電在中國的開發前景十分樂觀；發展前景將十分巨大。參考文獻參考文獻[1] ［EB/OL］.[2] [M].北京：化學工業出版社，2005.[3] [D].烏海職業技術學院，2006.[4] [M].北京：能源出版社，1986.[5] 王承煦，[M].中國電力出版社，2003.[6] 朱俊生，[J].節能與環保報，2006(9):18201[7] 陸虎渝，(教師版)[M].北京：中國電力出版社，2004.[8] [J].自然學報，2007.[9] [M].山東：山東教育出版社，2006.[10] 林景堯，王汀江，[M].北京：化學工業出版社，1997.[11] [D].中國新時代國際工程公司，2006.[12] ［EB/OL］. ://[13] 趙一波，閻一名，小型風力發電機使用于維護[D].內蒙古農牧機技術培訓推廣站，1985.[14] [M].，2003.[15] John P Bentley. 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