基于CFD的二维垂直轴风力机性能计算

采用计算流体力学方法(CFD)针对垂直轴风力发电机,开展简化的二维绕流特性研究。首先,基于开放型转子和增强型转子,研究网格节点数和壁面y+、计算时间步长和湍流模型等的变化对计算结果的影响,对计算模型和方法进行确认。随后,计算分析增强型垂直轴风力机与开放型垂直轴风力机的特性。结果表明,与开放性垂直轴风力发电机相比,增强型垂直轴风力发电机的功率系数和转矩系数有明显增加,且达到最大值的位置向叶尖速比增大的方向移动。然后对增强型垂直轴风力机发电机在不同来流风速下进行计算,发现增强型垂直轴风力发电机的转子转矩随来流风速增加,而转矩系数和功率系数与来流风速无关。最后,针对定子叶片在不同的方向开展计算研究。结果表明,定子叶片在不同方向时,增强型垂直轴风力机的转子转矩不同,且转矩到达峰值的位置也不同;在当前3个方向角中,叶片处于0°方向角时风力机具有最高的转矩系数,即具有最佳的功率系数。     

基于垂直轴风力机的盘式永磁电机的试验研究

随着永磁材料的发展,盘式永磁发电机的技术突破,基于盘式发电机的小型垂直轴风力发电机重新得到重视。设计出双外转子中间定子的盘式永磁发电机,安装在Φ型风力机下端,利用风洞实验室进行不同风速下的试验研究,试验得到无负载与蓄电池负载下的2组数据。数据表明,盘式发电机应用在Φ型垂直轴风力机中,启动性能不理想,但在风力机启动后功率可以很快达到额定功率,故在启动性能好组合式垂直轴风力发电机具有良好适用性。     

带有RCC的异步风力发电机系统的特性分析

介绍了带有转子电流控制器（RCC）的变桨距调节异步风力发电机系统的基本原理及其控制策略。基于Saber仿真软件，建立了变桨距风力机、绕线式异步发电饥、转子电流控制器以及风速等的仿真模型，并以此为基础深入研究了该类风力发电机系统的运行特性。仿真分析表明，引入转子电流控制可以明显改善发电机的输出电能品质，降低变桨距风力机的调节频率，延长变桨距机构的使用寿命。制作了一套7．5kW模拟异步风力发电机的RCC系统，对带有RCC的异步风力发电机系统进行了模拟实验研究。     

基于LCA小型风力发电机能量偿还时间的计算

能量偿还时间是评价新能源发电能力的重要指标之一。首先,文章针对目前应用广泛的小型风力发电机,给出了一种基于LCA的小型风力发电机能量偿还时间的计算方法,实例分析一台300 W垂直轴风力机,运用Gabi软件计算出其生命周期阶段总的消耗能量;其次,通过试验得出了此型号风力机在不同风速下的功率特性,并仿真计算出此型号风力机安装在桂林尧山景区的年发电量;最后,计算出桂林尧山景区安装该型号风力机时,能量偿还时间为2.36 a。     

挡流板对垂直轴风力发电机性能影响规律研究

合理开发利用风能是缓解当前化石能源危机的一个重要途径,为了提高风机的风能利用率,并为垂直轴风力机优化设计提供方法,提出了一种针对垂直轴风力发电机气动性能提升的结构改进方案,即将2台H型垂直轴风力发电机设置为反向旋转,并在上游区域设置一块挡流板。通过研究挡流板的设置参数对2台垂直轴风力发电机获取能量的影响,发现能量获取受到挡流板宽度影响最大,并且其风能利用效率随挡流板宽度增加呈现出先增后减的趋势,而随着两台垂直轴风力发电机轴之间的距离与风轮直径比l/d增加,风机可获得的最大风能利用率逐渐下降。选择合适导流板参数下的最大风能利用率为0.45,与没有挡流板时相比提升了36%。     

带有挡流板的垂直轴风力发电机性能优化研究

为提高风力机的风能利用系数,并为垂直轴风力机优化设计提供方法,提出一种针对垂直轴风力发电机气动性能提升的结构改进方案,即在2台转向相反的H型垂直轴风力发电机的上游区域放置一块挡流板,研究挡流板各参数对2台垂直轴风力发电机能量获取的影响,结果表明:挡流板宽度对风能的获取影响最敏感,而挡流板到两台风力机轴之间的距离以及大于风轮高度的挡流板高度对垂直轴风力发电机风能的获取始终为正面影响,选择合适导流板参数下的最大风能利用系数为0.45,与无挡流板时相比提升了36%。     

小型Savonius风机的创新设计与仿真分析

Savonius风机是一种典型的垂直轴风力机。针对传统风机的发电机部分采用转子、定子一动一静的设计布局,提出了一种新型的发电机结构,从而提高风机发电效率。通过有限元分析软件ANSYS／CFX,对风力机模型进行流体分析,计算Savonius风力机的效率,验证本设计分析方法的正确性。     

专利信息

一种太阳集热器压合框架;一种分体太阳热水器;一种分层流太阳能蓄热双源热泵中央热水系统;组合论状风力发电机;一种垂直轴风力发电机及风力机叶轮。     

新型垂直轴风力发电机组(2011-X002)

技术领域:能源应用领域:可再生能源风力发电设备领域项目简介:新型垂直轴风力发电机具有双转子结构,安装维修方便、叶片设计制造新颖,任何方向来风都能利用发电。可以在低风速下启动运行,并能提高风力发电机稳定性和效率,可有效利用风能和消除风车转     

升力型垂直轴风机的功率计算及功率输出特性的分析

借助Matlab软件的叶片受力情况对一个升力型垂直轴风机进行了仿真,利用仿真结果分析了实例的运行功率、转速和风速的关系,以及风力发电机与叶片匹配的情况。分析结果表明该升力型垂直轴风机的风能利用率较高,结构简单,适应性较强。