最大限度地提高能源产量的风力发电机组的优化设计[外文翻译].rar

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最大限度地提高能源产量的风力发电机组的优化设计

R Lanzafame 和M Messina
意大利卡塔尼亚卡的塔尼亚大学的DIIMA部的机械工程专业
原稿发表于2008年7月22日，并修改后于2008年10月29号公布
DOI:10.1243/09576509JPE679
摘要：确定风力发电机叶片的最佳的几何参数是最大限度地提高能源产量的关键。本文谈到，在一个特定风力发电的地方，如何确定叶片扭角使具有两个10米直径叶片的风力发电机有最大的电能输出。
最佳扭角的获得需要运用叶素理论。接着，两种不同的叶片设计方法进行了比较。这两种不同的叶片设计方法，第一种方法是基于使功率系数最大化（在平均风速，假定迎角使升力系数和阻力系数的比值最大）而提出的；第二种方法是基于在一个特定风力发电的地方，对风力发电机本身进行研究并最大限度地提高能源年产量的理论。
关键词：水平轴风力发电机，叶素理论，能源的年产量，风力发电机组的设计

1 引言
设计参数的选择对优化风力发电机的性能是至关重要的。对任何确定直径的风力发电机也有各种参数影响能源产量：转子转速，叶片数量，翼型的选取和纵向叶片扭角。考虑到风电站和当地的风力强度, 整个范围内的风速和方向的变化,这些参数必须进行优化。在文献中到提到，这种分布可以用关于其形状参数和尺度参数的威布尔分布来表示。
它的最终目标是在一个特定风力发电场最大限度的提高能源年产量。
通过对风力发电机的性能参数的分析，其自身的参数对能源的年产量的增长有着直接的影响，而对其他参数的分析要复杂得多。
例如，随着旋转速度的增加，功率曲线数值增加必须要有较高的切入风速。
随着叶片数的增加，功率系数更接近贝茨理论的极限[1]。 即使是翼型弦（在能够接受的范围内规律的变化是独立的，尽管制造商采用不同的完全独立的规律）, 也显示关键参数的微小的变化可以使能源产量增加。在文献[1]中都知道，对于具有可调迎角装置的风力发电机组，它们能够根据功率进行调节。
最后很重要就是空气动力学模型必须具有高的升力系数与阻力系数的比值的特点。