1。4 本章小结

本文研究的内容有：风力如何转化成电力和相对应的器械，电解水产生氢 气和相应的容器，分离出氢气氧气和盐并收集氢气的装置，储存氢气的装置。 风的动能通过桨叶转化成机械动能,再把机械能转化为电力动能,这就是所 谓的风力发电。风力发电的原理是利用风能推动风车叶片旋转,再透过增速机将 旋转的速度,使发电机产生电能。根据当前版本的风车,大约 3 米/秒风速(微风的

程度),便可以开始发电。 发电机的作用,就是把风能转化成的恒定转速,传递给发电机，让发电机构匀

速运行,所以可以把机械能转化为电能。 风力发电在芬兰等国家很受欢迎。中国在西部地区也大力提倡。 小型风力发电系统效率很高,但它不只是一个发电机头,但一个小系统，有一

定科技含量的，这个系统由风力发电机+充电器+数码逆变器组成。

风力发电机由鼻子,旋转,尾巴,叶组合而成，每个部件的功能是重要的,每部 分是:叶片接收风通过头部转化成电能,尾翼叶片总是朝着风的方向来获得最大 的风能;转体可以把脑袋灵活为尾翼调整方向;机头上的转子为永磁体,定子绕组 切割线磁感线来发电。

发电机的电力用于碱性水电解制氢,就可以获得氢气。

图 2-6 小型风力制氢系统图

如图 2-7 所示，为本设计采用的小型风力制氢系统总图。

第二章 风力发电系统的设计

2。1 理论的风力机

2。1。1 基本公式

横截面为 s 的气流动能为

E=0。5ρS 

式中 ρ——空气密度系数，  /kg

  ——风速，m/s

Cp 表示风力发电机从自然风中转化的能量程度 如果风力机获得的轴功率为 P，那么风能利用系数为

由伯努利方程可知，风中物体受到的风的压力为

式中 C——空气阻力系数，与物体相撞有关，一般取 2

  ——风与平板的相对速度 理想模型：

图 2-1 风对平板的作用

一平板在风的压力作用下沿着风速的方向运动。如图 2-1 所示，规定平板 前面一段风的距离上风速为 。平板运动速度为 v。那么平板所吸收的功率可 以表示为

P=FV=QSV （2-。4）

式中 F——板受到的风压力，NS——板的面积， 

对于给定了的板前面的风速，可写出平板运动速度为函数的功率变换关系。 对 V 进行微分可得

dP/dV= （2-7） 

令 dp/dV=0，可以得到两个解：

        此时没有物理意义

            对应于最大值。

从上面的式子可以看出，想要提高风电机的效率，惟一的方法就是提高风 的阻力系数 C。

2。1。2 工作风速和输出功率

即使是研究中的理想风力发电机，也不能将获得的风能全部吸收，对于在 某一时段吹过的风能总量只能采集到一小部分。在上面步骤中，有提到过最大 风能利用系数，这个系数说明了风能的获取情况。并且在科学理论的研究中均 采取最理想的情况进行设计和分析，在实际过程中风力发电机收到了很多现实 因素的制约，不能够达到理想的满负荷运行状态，因此在实际中风力发电机的 各种数据与理想状态还是相差甚远的。所以在实际运行的风力发电机所吸收的 功率与理想中的功率的比值被称为风力发电效率，同时因为风力发电机的内部 存在齿轮变速箱，发电机等设备，所以它实际的输出效率为