新能源發(fā)電技術(shù) 電子課件 3.1 風資源與風能利用基礎(chǔ)

3.1風資源與風能利用基礎(chǔ)任課老師：2018年06月目錄Contents風的形成風的常見形式風向

風速風能風電廠選址原則3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.6目錄Contents風的形成風的常見形式風向

風速風能風電廠選址原則3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.63.1.1風的形成

由于地球上不同高度處大氣層壓力分布不均以及地球自轉(zhuǎn)的影響，空氣處于永不停息的運動狀態(tài)，空氣的流動即形成了風。3.1.1風的形成

大氣環(huán)流是地球大氣層內(nèi)氣流沿著穩(wěn)定的路徑進行不同規(guī)模運動的總稱。A.太陽輻射強度的差異空氣受熱膨脹上升單圈環(huán)流空氣受冷壓縮下降3.1.1風的形成B.地球自轉(zhuǎn)的影響熱帶-赤道信風圈中緯盛行西風圈極地東風圈目錄Contents風的形成風的常見形式風向

風速風能風電廠選址原則3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.63.1.1風的形成C.海陸間熱力性質(zhì)的差異D.地表地形起伏

夏季，由于海陸熱容量不同，陸地升溫快，陸地相對低壓，海洋相對高壓，地表空氣從海洋流向陸地。冬季則相反。夏季青藏高原

青藏高原相對于四周自由大氣來說，夏季時高原面是熱源，冬季時是冷源，這種熱力效應對南亞和東亞季風環(huán)流的形成、發(fā)展和維持有重要影響。3.1.2風的常見形式

由于海陸熱容量差異，在大陸和海洋之間形成的大范圍的、風向以及氣壓分布隨季節(jié)有規(guī)律變化的風，稱為季風。季風3.1.2風的常見形式（熱帶地區(qū)）白天（海風）夜晚（陸風）風速4-7m/s1-3m/s水平伸展50-100km20-30km向上伸展1-2km200-300m白天吹海風，夜晚吹陸風，一般情況下海風更強盛。在溫度日變化明顯和晝夜溫差比較大的地區(qū)，海陸風表現(xiàn)得更為強盛。B.海陸風3.1.2風的常見形式山坡和山谷接受的熱輻射量差異導致山坡和山谷間形成溫差，從而形成山谷風。山谷越深，溫差越大，山谷風越強盛。C.山谷風目錄Contents風的形成風的常見形式風向

風速風能風電廠選址原則3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.63.1.3風向氣象臺觀測：45°劃分用8個方位表示陸地觀測：22.5°劃分用16個方位表示海面上觀測：10°劃分用36個方位表示高空中風向：用角度表示，北風（N）是0°，東風（E）是90°風向：風吹來的方向A.表示方法3.1.3風向風向標結(jié)構(gòu)風向標的設(shè)計要求：足夠的靈敏度（快速反應）一定的穩(wěn)定性（慣性擺動小）常見的幾種風向標：雙葉型、菱形、流線型和單葉型B.測量方法3.1.3風向風向頻率：

一段觀測時間內(nèi)，風在每一方位出現(xiàn)的次數(shù)除以總的觀測次數(shù)。風向玫瑰圖（風頻圖）C.統(tǒng)計特性目錄Contents風的形成風的常見形式風向

風速風能風電廠選址原則3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.63.1.4風速風力等級風的名稱風速陸地現(xiàn)象海面狀態(tài)(m/s)(km/h)0無風0-0.2小于1靜，煙直上。平靜如鏡1軟風0.3-1.51-5煙能表示風向，但風向標不能轉(zhuǎn)動。微浪2軟風1.6-3.36-11人面感覺有風，樹葉有微響，風向標能轉(zhuǎn)動。小浪3微風3.4-5.412-19樹葉及微枝擺動不息，旗幟展開。小浪4和風5.5-7.920-28能吹起地面灰塵和紙張，樹的小枝微動。輕浪5清勁風8.0-10.729-38有的小樹枝搖擺。內(nèi)陸水面有小波。中浪6強風10.8-13.839-49大樹枝擺動，電線呼呼有聲，舉傘困難。大浪7疾風13.9-17.150-61全樹搖動，迎風步行感覺不便。巨浪8大風17.2-20.762-74微枝折毀，人向前行感覺阻力甚大。猛浪9烈風20.8-24.475-88建筑物有損壞（煙囪頂部及屋頂瓦片移動）?？駶?0狂風24.5-28.489-102陸上少見，見時可使樹木拔起將建筑物損壞嚴重?？駶?1暴風28.5-32.6103-117陸上少見，有則必有重大損毀。非凡現(xiàn)象12颶風32.7-36.9118-133陸上少見，其摧毀力極大。非凡現(xiàn)象13-17颶風37.0-61.2134-220陸上少見，其摧毀力極大。非凡現(xiàn)象A.風速與風級

3.1.4風速B.風速的測量a)旋轉(zhuǎn)式風速計

3.1.4風速B.風速的測量b)壓差式風速計靜壓探頭總壓出氣靜壓出氣總壓探頭畢托管風速計

v為風速，p0、p分別為總壓和靜壓，ρ為空氣密度3.1.4風速B.風速的測量c)熱線式風速計原理：

利用一根被加熱的金屬絲置于空氣中，散熱速率與周圍空氣的流速有關(guān)的特性來測量風速。3.1.4風速C.風速的脈動脈動風速=瞬時風速-平均風速

σ為脈動風速的方差湍流強度：

風速記錄3.1.4風速D.風速的統(tǒng)計特性風速頻率：一段觀測時間內(nèi)某一風速出現(xiàn)的時間與總刮風時間之比目錄Contents風的形成風的常見形式風向

風速風能風電廠選址原則3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.6平均風能密度3.1.5風能A.風能的計算風能密度:氣體在單位時間內(nèi)通過單位橫截面積的風能的大小

有效風能密度

3.1.5風能B.風能資源的分布世界風能資源主要集中在沿海地區(qū)和開闊大陸的收縮地帶。3.1.5風能B.風能資源的分布目錄Contents風的形成風的常見形式風向

風速風能風電廠選址原則3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.63.1.6風電廠選址原則選