風(fēng)能的基本特征

1、風(fēng)能的基本特征風(fēng)能的基本特征風(fēng)能的計算風(fēng)能的計算一個國家的風(fēng)能資源狀況是由該國的地理位置、季節(jié)、地形等特點決定的。目前通常采用的評價風(fēng)能資源開發(fā)利用潛力的主要指標(biāo)是有效風(fēng)能密度和年有效風(fēng)速時數(shù)。有效風(fēng)速是指3~20ms的風(fēng)速，有效風(fēng)能密度是根據(jù)有效風(fēng)速計算的風(fēng)能密度。風(fēng)能的大小實際就是氣流流過的動能，總體上說，風(fēng)能大小與風(fēng)速和風(fēng)能密度有關(guān)，但是計算起來二者不是相等的關(guān)系。必須指出，風(fēng)的能量大小與風(fēng)速是成立方關(guān)系，也就是說，在風(fēng)能密度沒有

2、多大變化時，風(fēng)速的大小將是風(fēng)能的決定因素。風(fēng)能大小與氣流通過的面積、空氣密度和氣流速度的立方成正比。因此，在風(fēng)能計算中，最重要的因素是風(fēng)速，風(fēng)速取值準(zhǔn)確與否對風(fēng)能的估計有決定性作用，風(fēng)速大1倍，風(fēng)能可以大8倍。風(fēng)能的基本特征風(fēng)能的基本特征——風(fēng)速風(fēng)速各地風(fēng)能資源的多少，主要取決于該地每年刮風(fēng)的時間長短和風(fēng)的強(qiáng)度如何。所以在談這個問題之前要涉及到一些關(guān)于風(fēng)能的最基本知識，了解風(fēng)的某些特性，例如風(fēng)速、風(fēng)級、風(fēng)能密度等。風(fēng)的大小常用風(fēng)的速度來

3、衡量，風(fēng)速是單位時間內(nèi)空氣在水平方向上所移動的距離。專門測量風(fēng)速的儀器，有旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速計、散熱式風(fēng)速計和聲學(xué)風(fēng)速計等。它是計算在單位時間內(nèi)風(fēng)的行程，常以ms、kmh、mileh等來表示。因為風(fēng)是不恒定的，所以風(fēng)速經(jīng)常變化，甚至瞬息萬變。風(fēng)速是風(fēng)速儀在一個極短時間內(nèi)測到的瞬時風(fēng)速。若在指定的一段時間內(nèi)測得多次瞬時風(fēng)速，將它平均計算起來，就得到平均風(fēng)速。例如日平均風(fēng)速、月平均風(fēng)速或年平均風(fēng)速等。當(dāng)然，風(fēng)速儀設(shè)置的高度不同，所得風(fēng)速結(jié)果也不同，

4、它是隨高度升高而增強(qiáng)的。通常測風(fēng)高度為10m。根據(jù)風(fēng)的氣候特點，一般選取年風(fēng)速資料中年平均風(fēng)速最大、最小和中間的三個年份為代表年份，分別計算該三個年份的風(fēng)功率密度然后加以平均，其結(jié)果可以作為當(dāng)?shù)爻Ｄ昶骄怠ｏL(fēng)速是一個隨機(jī)性很大的量，必須通過一定長度時間的觀測計算出平均風(fēng)功率密度。對于風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置而言，可利用的風(fēng)能是在“啟動風(fēng)速”到“停機(jī)風(fēng)速”之間的風(fēng)速段，這個范圍的風(fēng)能即“有效風(fēng)能”，該風(fēng)速范圍內(nèi)的平均風(fēng)功率密度稱為“有效風(fēng)功率密度”。

5、風(fēng)能的基本特征風(fēng)能的基本特征——風(fēng)級風(fēng)級風(fēng)級是根據(jù)風(fēng)對地面或海面物體影響而引起的各種現(xiàn)象，按風(fēng)力的強(qiáng)度等級來估計風(fēng)力的大小。早在1805年，英國人蒲褐就擬定了風(fēng)速的等級，國際上稱為“蒲褐風(fēng)級”。自1946年以來風(fēng)力等級又做了一些修訂，由13個等級改為18個等級，實際上應(yīng)用的還是機(jī)的地點附近有高地在高地處可以建造蓄水池或水庫而在低地處有水當(dāng)風(fēng)力強(qiáng)而用電負(fù)荷所需要的電能少時風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的多余的電能驅(qū)動抽水機(jī)將低地處的水抽到高處的蓄水池或水

6、庫中轉(zhuǎn)換為水的位能儲存起來在無風(fēng)期或是風(fēng)力較弱時則將高地蓄水池或水庫中儲存的水釋放出來流向低地水池利用水流的動能推動水輪機(jī)轉(zhuǎn)動并帶動與之連接的發(fā)電機(jī)發(fā)電從而保證用電負(fù)荷不斷電實際上這時已是風(fēng)力發(fā)電和水力發(fā)電同時運行共同向負(fù)荷供電當(dāng)然在無風(fēng)期只要是在高地蓄水池或水庫中有一定的蓄水量就可靠水力發(fā)電來維持供電。風(fēng)力發(fā)電蓄能方式風(fēng)力發(fā)電蓄能方式——蓄電池蓄能蓄電池蓄能在獨立運行的小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，廣泛使用蓄電池作為蓄能裝置。蓄電池的作用是當(dāng)風(fēng)

7、力較強(qiáng)或用電負(fù)荷減小時，可以將來自風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能中的一部分蓄存在蓄電池中，也就是向蓄電池充電。當(dāng)風(fēng)力較弱，無風(fēng)或用電負(fù)荷增大時，蓄存在蓄電池中的電能向負(fù)荷供電，以補(bǔ)足風(fēng)力發(fā)電機(jī)所發(fā)電能的不足，達(dá)到維持向負(fù)荷持續(xù)穩(wěn)定供電的作用。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中常用的蓄電池有鉛酸電池（亦稱鉛蓄電池）和鎳鎘電池（亦稱堿性蓄電池）。單格鉛酸蓄電池的電動勢約為2V，單格堿性蓄電池的電動勢約為1.2v左右，將多個單格蓄電池串聯(lián)組成蓄電池組，可獲得不同的蓄電池組

8、電勢。例如12、24、36v等。當(dāng)外電路閉合時，蓄電池正負(fù)兩極間的電位差即為蓄電池的端電壓（亦稱電壓），蓄電池的端電壓在充電和放電過程中，電壓是不相同。充電時蓄電池的電壓高于其電動勢，放電時蓄電池的電壓低于其電動勢，這是因為蓄電池有內(nèi)阻的緣故，且蓄電池的內(nèi)阻隨溫度的變化比較明顯。蓄電池的容量以Ah表示。容量為100Ah的蓄電池代表該蓄電池，若放電電流為10A可連續(xù)放電10h，若放電電流為5A，則可連續(xù)放電20h。在放電過程中，蓄電池的電

9、壓隨著放電而逐漸降低。放電時鉛酸蓄電池的電壓不能低于1.4~1.8v，堿性蓄電池的電壓不能低于0.8~1.1v。蓄電池放電時的最佳電流值為10h放電率電流蓄電池的最佳充電電流值等于其最佳放電電流值。蓄電池經(jīng)過多次充電及放電以后，其容量會降低當(dāng)蓄電池的容量降低到其額定值的80%以下時，就不能再使用了，也就是蓄電池有一定的使用壽命。影響蓄電池壽命的因素很多，如充電或放電過度，蓄電池的電解液濃度太大或純度降低以及在高溫環(huán)境下使用等都會使蓄電池