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水平轴风力机优化设计开题报告

 2020-04-16 02:04  

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

一、研究背景及意义

随着中国经济的快速增长,对能源的需求量也在不断增加,目前的能源主要为化石燃料。但化石燃料属于不可再生资源,中国煤炭预测资源量仅剩3.88万亿吨[1]。化石燃料燃烧时产生的二氧化碳不仅使全球气候变暖,而且造成全球大气环流的变化和气候带向极地的扩展。中国正加快能源结构的转变,积极开采和利用新能源,如风能、太阳能、水能、核能等。

风能是新能源中优势最大的清洁能源[2][3]。第一,风能总量丰富,全球可利用的风能总量比地球上可开发利用的水能总量还要大十倍以上[4][5],中国风能实际可开发量保守估计为,相当于我国总发电装机容量。风力发电作为电力行业的新力军,具有强大的潜力和生命力[6]。第二,风力发电机占地面积较小,不受地形限制,可在陆地、沿海及海上等多场所建设风力发电场;第三,风力发电机建造周期短,成本低。一台风力发电机的安装时间不超过3个月而且安装一台就可以投入运行一台,装机规模灵活,一台2mw风力发电机造价1000万左右,可大规模开发利用。因此风力发电得到了世界各国的重视,经过近些年的发展,风力发电技术已日益成熟目前已拥有1mw,1.5mw,2mw,3mw等多种机型。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

叶片是水平轴风力机最重要的部分,对叶片的优化设计将提高叶片的风能捕获量,提高风力发电机的效率。本文将以Wilson设计方法为基础,建立数学模型,使用MATLAB软件对翼型进行优化,研究优化前后气动性能的变化,提高风能利用率。

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