風輪在能源學、電力學以及可再生能源開發(fā)中占據(jù)重要地位,隨著技術(shù)的進步和應(yīng)用的發(fā)展,風輪的設(shè)計和制造水平不斷提高,為可再生能源的開發(fā)和利用提供了有力支持。
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定義:
在電力學和能源學中,風輪是指將風能轉(zhuǎn)化為機械能的風力機部件。
在中醫(yī)學中,風輪則是指角膜部分。
組成:
風輪主要由葉片和輪轂組成。葉片具有空氣動力外形,在氣流作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩驅(qū)動風輪轉(zhuǎn)動,并通過輪轂將扭矩輸入到傳動系統(tǒng)。
分類:
歸納起來,風輪可分為兩類:水平軸風輪和垂直軸風輪。
水平軸風輪:風輪的旋轉(zhuǎn)軸與風向平行。
垂直軸風輪:風輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或者氣流方向。其中,利用阻力旋轉(zhuǎn)的垂直軸風輪有幾種類型,如利用平板和被子做成的風輪、S型風輪和馬格努斯效應(yīng)風輪等。
應(yīng)用:
風輪在可再生能源領(lǐng)域具有重要地位,特別是風電產(chǎn)業(yè)。風能作為環(huán)境友好型的可再生能源,其開發(fā)和利用對于緩解世界能源危機、促進可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。全球的風能儲量巨大,為可再生能源的開發(fā)和利用提供了廣闊的前景。
技術(shù)發(fā)展:
隨著風電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,風輪葉片的設(shè)計和制造技術(shù)也在不斷進步。葉片造型、材料選擇、制造工藝等方面都在不斷創(chuàng)新和優(yōu)化,以提高風電機組的風能利用效率和可靠性。
具體組成(以葉片為例):
葉片具有空氣動力外形,是風輪的核心部件之一。葉片的結(jié)構(gòu)類型多樣,包括實心木制葉片、金屬材料葉片和玻璃鋼葉片等。其中,玻璃鋼葉片因其重量輕、容易成形、耐腐蝕、疲勞強度好等優(yōu)點,在并網(wǎng)型風力發(fā)電機組中得到廣泛應(yīng)用。
其他組成部分:
除了葉片和輪轂外,風輪還可能包括變槳系統(tǒng)等其他部件。變槳系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)葉片的角度,以適應(yīng)不同的風速和風向條件,從而提高風輪的發(fā)電效率和安全性。
數(shù)字信息:
全球的風能儲量約為2.74×10?MW,其中可經(jīng)濟開發(fā)利用的風能為2×10?MW,比可開發(fā)利用的水電總量還要大10倍。
葉片作為風機的核心部件,其成本約為風電機組總成本的20%。