风电基础知识(培训)

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1、第一章风能及风能资源一.风的成因风是坏绕地球大气层中的空气流动.流动的空气所具有的能量，也就是风所具有的动能，就称为风能.从广义太阳能的观点看，风能是由太阳能转化而来的.来自太阳能的辐射能不断地传送到地球表面周围，因受太阳照射而受热的情况不同，地球表面各处产生了温差,因而产生气压差，由此形成了空气的流动.因此，可以说是太阳把能量以热能的形式传到地球而后乂转换成风能的.二风的风类人气环流一一地球表而的人气环流是由于太阳辐射及地球自转而引起的.在赤道上，太阳垂直照射，地而受热很强：而在地球两极地区，A阳是倾斜照射的，地而受热则较弱

2、，热空气较冷空气轻，就造成在赤道附近热空气向空间上升，并通过大气层上部流向两极；两极地区的冷空气则流向赤道.由于地球本身自西向东旋转的结果，这种大气环流在北半球产生了东北风，在南半球则产牛了东南风，分别称为东北信风和东南信风.海陆风一一沿海地球陆地同海上所形成的风向交替的海风与陆风，它们是由于昼夜之间温度变化而造成的.在OH,陆地上接受的太阳辐射热量较海水要强，因而陆地上的空气受热向上流动，I佃海洋面上的空气较冷，较冷的空气则口海洋流向沿岸陆地，这样就形成了海风；在夜间，陆地上的空气比海洋上的空气冷却要快，这样就造成海洋上的空

3、气上升，而陆地上较冷的空气沿地面流向海洋，形成了陆风.山谷风一一山岳地区在一昼夜间风向交替的山风（或称山岳风）与谷风（或称平原风）.谷风的产生是由于日间太阳照射使山坡上的空气温度升高，热空气上升，而地势地处的冷空气则白山谷向上流动，这就形成了谷风；到了夜晚，空气小的热量向高空散发，高空中的空气密度增大，空气则沿山坡向下流动，这就形成了山风.第二章风的描述如上所述，风是由于空气的流动而形成的，因此可被看做是向量，包括空气流动的速度及流动的方向两个要素，也即是风速和风向.对于人类来说，风是最熟悉的自然现象Z-,风速与风向在不同的时

4、间（每口每月每年）都有一定的周期性变化.为了估算某一地域的风能资源，必须测量出每H、每月、每年的风速及风向数据，了解具变化的情况。（一）风速空气在单位时间内所流过的距离称为风速，通常以米/秒作为计量单位。风速是不稳定的随机量，，甚至在很短的吋间内也有很大的变化。口前国际上对于风力状况进行分析并作为计算风能资源的基本依据是每小时的平均风速.每小时平均风速值可以通过以下方式测算得出：1・将每小时内测的瞬时风速取平均值；2.将每小时最后十分钟内测定的风速取平均值作为每小时的平均风速值（世界气彖组织规定采用此法）；3.将每小时内几个瞬

5、间量测的风速值取平均值.我国气象台站给出的每小时平均风速值是按第二钟方式测定的，采川上述后两种方式测量风速时，最大风速度是不町能得到的.以每小时平均风速值为基础可以计算得出每口、每刀、每年的平均风速值，既：日平均风速值：一个月小各日风速值的平均值；年平均风速值：一年屮各月风速值的平均值。（二）风向地球上某一地域的风向由于英所处地理位置及受地球表面不同情况的影响，是经常变动的。国际上通用的十六位风向的表示方法是在东单西北四个方向各插入一个方向，组成八个方位，及组成十六个方位，按照在此十六个方位风向出现的频率组成的描述风向变化的图

6、形，称为风向玫瑰图在风玫瑰图中，径向矢虽的氏度代表该方向的风吹过的时间百分数。数字则表示该方向的平均风速值。风玫瑰图既町画成每小时的，也可画成每tl每月毎年的。分析一天或一年的风玫瑰图就可了解-天或一年的风向变化情况。三风沿高度的变化从地球表而到100米高空内，空气流动受到涡流，粘性和地而摩擦等因素的影响，靠近地面的风速较小。离地面越高则风速较大。风能的大小少风速的立方成正比，在高空捕获的风能远比地血要大，了解风速沿高度变化的情况，对于选择和确定风力装置离地面的高度非常重要。四风能密度垂直穿过单位截面的空气所貝•有的动能称为风

7、能密度。分为平均风能密度：一定周期内风能密度的平均值称为平均风能密度。有效风能密度：对应与此一定风速范围内的风能密度称为有效风能密度。我国有效风能密度对应的风速范围为3—20米/秒。一般時况下，计算风能密度采用标准大气压下的空气密度。五风速的频率风布按风速相差1米/秒的间隔观测一定时期内不同风速出现的时数占此一定时期的吹风总时数的百分比称为风速的频率分布。根据风频风布，我们町较好的了解某地的风况。风力筹级表风力等级风的名称陆地表面物的征向相应风速(Km/h)(m/s)0无风大气稳静炊烟直上<10—0.21软风烟随风飘动，风向可

8、变，但风标不动1-50.3—1.52轻风脸有风感，树叶动，风标也动6-111.6—3.33微风树叶和细枝摇动，小旗展开12-193.4—5.44和风尘沙刮起，纸片飞舞，小树枝摇动20-285.5—7.95清风有小树摇动，池塘水而有浪花。29-388—10.76强风大树摇动，电