風力發電機葉片設計與氣動性能仿真研究

1、風力發電機葉片設計

1.1風力發電機總體幾何設計

風力發電設備由葉片，電網系統、旋轉齒輪、支撐柱等幾部分組成。對其進行設計應充分利用風電阻力，盡可能的提高葉片轉動速度，將動能轉換為電能，由電網系統輸送至使用部位。對風力發電機進行設計時首先要考慮的是幾何組成問題，本文主要針對葉片設計等外觀項目進行研究。下面以風速為11.6/s的發電機為例。葉片在轉動時需要達到一定速度，發電設備才會運轉，該發電機的定值風速為2.8m/s，最大風速為21.8m/s。已知這兩項數據后，可進行推理運算，公式如下所示。

（1）

其中D表示風輪直徑大小，P為功率值，Cp在公式中的含義是可利用的風能總數量，也就是系數。系數是已知的，但要根據不同使用情況對系數范圍進行確定，避免對做種結果造成影響。風輪轉動產生的電能會有一部分被用來維持發電機運行，剩余部分才會被傳輸到供電網絡中，經過計算得出最終進入到電網中的電量大約是總生成量的80%左右。葉片數量設計在3個或者三個以上，文章研究的為三葉轉片。

1.2風力機葉片截面設計方法

對風力發電機葉片進行設計時，首先要考慮葉片角度對轉速的影響，通常使用建模方法來實現，現將葉片整體輪廓模擬在計算機設備中，觀察運轉時動力與阻力數值。在使用過程中風力并不能完全為發電機提供動力，也可能會產生阻力，這與風向之間有著必然聯系，因此在開展設計工作時還要考慮風向問題。……