风能 - 简介

在古代，风被用来推动船只的帆。在本章中，我们将了解如何利用风能发电。

涡轮机将风的动能转换为有用的机械能。这种能量可以以机械形式使用，或者可以用来转动发电机涡轮机并提供电力。就像在水力发电系统中一样，风能是通过将风动能转换为机械能来利用的。

风力涡轮机主要分为两种类型：水平轴风力涡轮机和垂直轴风力涡轮机。如今，安装了大量风力涡轮机的区域，即风力发电场，正越来越多地出现。

风特性

风有一些普遍的特性，另一些则更特定于地点。一些特定于地点的特性包括：

• 平均风速 - 虽然它不能给出分布情况，但它可以估算年度风能产量。

• 风速分布 - 有三个方面，即年度、昼夜和季节特征。在选择地点时，了解风速变化和范围是必要的。

• 湍流 - 这是风以不可预测的模式发生混乱运动。湍流是由风运动的不断变化的特性造成的，这些特性会影响能量产生和叶片的疲劳。

• 长期波动 - 不规则的风导致不可预测的能源供应。在安装风力涡轮机之前，应研究该区域是否存在恒定的风通量。

• 风向分布 - 这对于叶片的定位更为重要，尤其是在水平轴类型中。

• 风切变 - 切变是指风向、风速或最大速度发生变化的高度。

风速模式

风模式很重要，通常使用风谱进行分析。风谱的高值表示在给定时间间隔内风速发生较大变化。如果在图表上表示，峰值则描绘了随时间发生的湍流。

风速分布

有三种分布：

• 昼夜 - 由白天和晚上温度差异引起。

• 低压区 - 沿沿海地区以四天为间隔出现。

• 年度 - 分布取决于纬度。