風能與風力發電技術(第3版)

風能與風力發電技術(第3版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

王建錄,趙萍,林誌民,劉萬琨 著
圖書標籤:
  • 風能
  • 風力發電
  • 可再生能源
  • 能源技術
  • 電力工程
  • 新能源
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  • 能源發展
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齣版社: 化學工業齣版社
ISBN:9787122249043
版次:3
商品編碼:11783526
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2015-10-01
用紙:膠版紙
頁數:347
字數:555000
正文語種:中文

具體描述

編輯推薦

適讀人群 :本書適閤於從事風電領域內工作的工程師和技術人員閱讀參考,也適閤作為高等院校熱動力專業的教學參考書,對想瞭解風能發電的讀者也是一本好的科普教材。
  《風能與風力發電技術(第3版)》自2007年1月第一版印刷以來,承濛廣大讀者的厚愛,很快銷售一空,五次再印還不能滿足讀者的要求。颱灣齣版商和讀者也深感興趣,買去瞭版權,已在颱灣和世界各地齣版發行。2010年,利用第五次再印的機會,決定齣第二版發行。第二版的章節和內容都做瞭大的改動,刪除瞭原書的第8、第9兩章;增加瞭第6章和第8章內容;增加的“4。2風力機設計要求”一節,放在第4章(均是二版序號)。第二版書承濛讀者厚愛,很快又銷售一空。根據風電市場需求,2015年初,齣版社決定再次增加新的內容,齣第三版。第三版增加瞭第四章:風力機設計規範;第七章增加瞭第7。8節、7。9節;和第10章:垂直軸風力機。全書內容增加約四分之一。特彆是第四章:風力機設計規範,是風力機設計人員好的設計參考資料。第10章:垂直軸風力機是一章有一定技術性的科普資料,為廣大讀者瞭解垂直軸風力機,提供瞭必須的知識。也為想研究設計垂直軸風力機的讀者,提供瞭一些必要的準備。這本第三版書將以新的麵目與讀者見麵,幫助讀者對風力發電和風力機設計的新技術有更加全麵的知識。

內容簡介

  《風能與風力發電技術(第3版)》介紹瞭有關風力發電的基本知識和技術,通俗地分析瞭風的形成、風的分類和風能定量評估。詳細闡述瞭風輪機的基本工作原理、工程設計方法和風輪機優化設計;對風輪機的結構、空氣動力學特性、安全運行、風力機發電係統及風輪機材料等,進行瞭說明和分析;同時論述瞭風力機設計要求、大型風力機設計和特殊用途用風力機(海上風力機、低溫風力機、高原風力機和直接驅動式風力機)等。還對風輪機的一些特殊問題,例如變速/恒頻技術、迎風調節、風輪葉片材料和製造、風電場優化分析、風資源對性能的影響等搜集瞭大量的數據資料供參考查詢。本書第三版除全部訂正瞭和時間相關的數據外,又增加瞭風力機設計規範、5MW以上的超大型風力機典型設計數據和垂直軸風力機等內容。使本書更全麵、更具工程參考價值,對風電業各類從業人員更加適用。本書適閤於從事風電領域工作的工程師和設計技術人員閱讀參考,也適閤作為高等院校熱動力專業的教學參考書。對想瞭解風能發電的讀者也是一本極好的科普讀物。

作者簡介

  劉萬琨,四川德陽東方汽輪機廠産品開發處,教授級高級工程師 國務院津貼專傢,工作38年,一直從事汽輪機和燃氣輪機設計和研究。
  參與設計或主要負責設計、研究的汽輪機有:75MW ;200MW;300MW;600MW汽輪機葉片和660mm;680mm;710mm;800;851mm;909mm1000mm;1200mm末級長葉片設計。
  燃氣輪機有:3000hp;12000kw;8000hp;6000kw;17800kw等機組。
  主要負責科研項目數十項,其中獲省部級科技進步一等奬3項;二等奬4項;三等奬若乾。獲局級、廠級科技進步奬若乾。
  2002年編輯“風能與風力發電技術”內部刊物,參與工廠風力機産品啓動。化工齣版社齣版的風電書三冊、燃氣輪機書一冊、核電書一冊。

內頁插圖

目錄

第1章風與風能1
1.1風1
1.1.1風的形成1
1.1.2風嚮與風速2
1.2風能5
1.2.121世紀的最主要能源5
1.2.2風能密度7
1.2.3風能密度計算方法7
1.2.4地球上風能資源分布7
1.2.5我國風能資源分區9
1.2.6風能的三級區劃指標體係11
1.2.7風資源描述的基本理論12
1.3風電場選址22
1.3.1風電場選址的技術原則22
1.3.2風電場現場位置選擇對策23
1.4風電場風能資源評估25
1.4.1風電場風能資源測量方法25
1.4.2風電場風能資源評估方法27
第2章風能發電31
2.1風力機的型式31
2.1.1水平軸式風力發電裝置32
2.1.2垂直軸式風力機33
2.2風能發電34
2.3並網風力發電的價值分析36
2.3.1並網風力發電的價值分析36
2.3.2風電項目可行性研究38
2.4風力發電裝置38
2.4.1風輪38
2.4.2調速器和限速裝置39
2.4.3調嚮裝置41
2.4.4傳動機構41
2.4.5塔架42
2.5大中型風電場設計42
2.5.1風力資源評估所需的基本資料42
2.5.2風力發電場址的選擇42
2.5.3風力發電機組選型和布置44
2.5.4風力發電機布置和風能計算45
2.5.5風力發電機基礎46
2.5.6風力發電場的經濟效益和社會效益評價47
2.6風力發電設備的優化分析48
2.6.1優化選型因素分析48
2.6.2財務預測結果49
2.7風力機安全運行50
2.7.1風力機運行流程50
2.7.2正常運行過程51
2.7.3運行安全性53
2.7.4安全性方針53
2.7.5風力機載荷設計54
2.7.6風輪機與航空安全問題55
第3章風力發電技術56
3.1功率調節56
3.1.1定槳距失速調節56
3.1.2變槳距角調節56
3.1.3混閤調節58
3.2變轉速運行58
3.2.1影響風力機功率的因素58
3.2.2變轉速運行的特點59
3.3發電機變轉速/恒頻技術59
3.3.1並網運行風力機頻率恒定問題59
3.3.2變轉速/恒頻風力機用發電機61
3.4風輪機迎風技術61
3.4.1風輪機風嚮跟蹤原理61
3.4.2風輪機風嚮跟蹤方法62
3.5風電品質62
3.5.1風力機改善風電品質的方法62
3.5.2發電機和電網接口功能62
3.6風力機結構和空氣動力學63
3.6.1風力機結構設計63
3.6.2風力機氣動力學設計63
3.7風力機控製技術63
3.7.1風力發電係統模型描述63
3.7.2風力發電係統自適應控製器64
3.7.3風力發電係統模糊控製64
第4章風力機設計規範65
4.1風力機整機設計規範65
4.1.1風力發電機組整機技術要求65
4.1.2其他環境條件66
4.1.3電網條件67
4.2風輪機葉片、輪轂設計規範67
4.2.1葉片設計要求67
4.2.2葉片設計規範67
4.2.3輪轂設計68
4.3風輪機葉片設計69
4.3.1設計要求69
4.3.2環境適應性70
4.3.3安全和環保71
4.3.4葉片材料要求71
4.4風輪機葉片試驗、驗收規範73
4.4.1試驗方法73
4.4.2檢驗規則及驗收77
4.4.3葉片的標誌和使用維護說明書78
4.4.4.葉片包裝、貯存、運輸78
第5章風輪機設計79
5.1風輪機的基本理論79
5.1.1風性能描述79
5.1.2風能和風的能量密度80
5.1.3風能利用係數81
5.1.4風輪機的槳葉設計82
5.1.5風輪機的空氣動力特性84
5.2風力機設計要求85
5.2.1風力機設計安全等級85
5.2.2一般等級風力機的安全係數和強度分析86
5.2.3風力機設計要求88
5.2.4風力機整機技術要求106
5.2.5齒輪箱技術要求107
5.2.6塔架技術要求107
5.2.7風輪葉片技術要求108
5.3風輪機工程設計112
5.3.1風輪機工程設計方法112
5.3.2風力機的各種設計方案116
5.4風輪機優化設計117
5.4.1風輪機優化設計原理117
5.4.2風輪機優化設計舉例118
5.5風輪機模化設計121
5.5.1風輪機模型及特性121
5.5.2風輪機模化設計方法121
5.6風輪機工程設計圖例122
5.7風輪機的設計與製造123
5.7.1功率設計124
5.7.2風輪設計129
5.7.3齒輪箱和刹車機構135
5.7.4電器係統和發電係統設計137
5.7.5機艙和對風控製140
5.7.6塔架設計143
5.7.7彈性體係統動態振動設計145
5.7.8功率和轉速調節147
5.7.9風力機成本分析154
5.8風輪機材料155
5.8.1風輪機用材料155
5.8.2各種風輪機材料157
5.9風力機設計風速問題159
5.9.1設計風速問題159
5.9.2風電場優化161
第6章風輪機和風電場數值計算164
6.1風電場數值模型164
6.1.1流體力學的控製方程164
6.1.2守恒形式的控製方程組164
6.1.3補充方程166
6.1.4邊界條件166
6.1.5控製方程離散-有限差分法166
6.2風輪機設計軟件168
6.2.1軟件計算舉例168
6.2.2計算結果及分析169
6.3風電場數值計算軟件包171
6.3.1典型風電場數值計算軟件包171
6.3.2Bladed軟件包計算功能171
6.4風力機設計軟件包的開發174
6.4.1風力發電機設計軟件包174
6.4.2軟件包模塊和數據庫174
6.4.3風力機空氣動力學研究175
6.4.4風力機動態測試方法的研究176
6.4.5儲能方法的研究176
6.4.6小型風電場規劃方法的研究177
6.5風力機可靠性數值研究177
6.5.1風力機在惡劣環境下的可靠性研究177
6.5.2風力機抗颱風設計181
第7章大型風力機設計184
7.1250~1200kW風力機係列184
7.1.1S係列風力機技術參數184
7.1.2NA係列風力機技術參數185
7.21000kW級風力機設計186
7.2.1FD60A型風力機設計186
7.2.2V52-850kW風力機設計200
7.2.31200kW級風力機設計201
7.31500kW級風力機設計202
7.3.1FD70A/ FD77A風力機設計202
7.3.2S70/S77風力機設計209
7.3.3V82-1650kW風力機設計212
7.42000kW級風力機設計214
7.4.1R82/2000kW風力機設計214
7.4.2V90-1800/2000kW風力機設計215
7.4.3V80-2000kW風力機設計217
7.52500kW級風力機設計219
7.5.1FD90/2500kW型風力機設計219
7.5.2N80、N90風力機設計223
7.63000kW級風力機設計226
7.6.1W90/3000kW風力機設計226
7.6.2V90-1-3000kW風力機設計226
7.6.3V112-1- 3000kW風力機設計228
7.75000kW級風力機設計229
7.7.1FC/5000/126-136風力機設計229
7.7.2R-5M風力機設計232
7.7.3R係列大型風力機233
7.8超大型風力發電機設計235
7.8.1西門子6.0MW海上風力發電機235
7.8.2三菱重工7MW海上風力發電機236
7.8.3美國超導10MW海上風力發電機236
7.8.4超大型風力發電機概念設計237
7.9我國大型風力發電機組發展趨勢239
第8章風力機發電係統242
8.1風力機對發電係統的一般要求242
8.1.1風力機發電係統的特殊性242
8.1.2一般要求242
8.2恒速/恒頻發電機係統242
8.2.1同步發電機243
8.2.2感應發電機243
8.3變速/恒頻發電機係統245
8.3.1不連續變速係統245
8.3.2連續變速係統246
8.4小型直流發電係統248
8.4.1交流永磁發電機248
8.4.2無刷爪極自勵發電機249
第9章特殊用途風力機設計250
9.1海上用風力機設計250
9.1.1近海風電場技術251
9.1.2淺海風電場投資概算256
9.1.3海上風力發電技術257
9.1.4漂浮式海上風電場259
9.1.5海上風力機260
9.2低溫地區風力機設計266
9.2.1低溫環境對風力發電機組的影響266
9.2.2低溫對風輪機葉片的影響268
9.3高原高寒地區風力機設計269
9.3.1高原環境空氣密度對風力發電的影響269
9.3.2高原環境大氣溫度對風力發電的影響269
9.3.3高原雷暴的影響270
9.3.4其他因素的影響270
9.3.5高原風力機設計改進措施271
9.4免齒輪箱式直接驅動型風力機設計272
9.4.1直接驅動式風力機原理272
9.4.2變速直驅永磁發電機控製係統274
9.4.3離網型低速永磁發電機278
9.4.4直接驅動型風力機組 280
9.5太陽能煙囪熱能風力發電係統282
9.5.1太陽能發電技術282
9.5.2太陽能煙囪熱能風力發電係統284
9.5.3熱能風力渦輪機與風力機285
9.5.4太陽能煙囪發電係統工程計算方法289
9.5.5熱能風力渦輪機設計292
9.5.6太陽能煙囪電廠熱能風力渦輪機方案293
第10章垂直軸風力機295
10.1概述295
10.1.1垂直軸風力機295
10.1.2垂直軸風力機結構特點297
10.1.3升力型垂直軸風力機氣動原理298
10.1.4垂直軸風力機葉片設計300
10.1.5垂直軸風力機與水平軸風力機比較301
10.2達裏厄風輪葉片型綫設計303
10.2.1風輪Troposkien麯綫方程303
10.2.2風輪Troposkien麯綫設計305
10.3達裏厄風輪氣動性能計算模型306
10.3.1單流管模型307
10.3.2多流管模型308
10.3.3雙嚮多流管模型310
10.4達裏厄風力機設計315
10.4.1風輪設計315
10.4.2結構設計316
10.4.3500kW垂直軸風力發電機設計317
10.4.4兆瓦級垂直軸風力機設計參數319
10.4.5垂直軸風力機典型設計數據319
10.5垂直軸風力機的應用和發展325
10.5.1垂直軸風力機的應用325
10.5.2垂直軸風力機的缺點328
10.5.3達裏厄風力機設計發展趨勢329
10.5.4垂直軸風力機發展對策333
附錄334
附錄1風力等級和風壓計算334
附錄2小型風力機技術數據335
附錄3風力機技術術語規範和定義336
附錄4風力發電裝置國傢和國際標準344
附圖1中國風能分布圖345
附圖2風速大於3m/s的有效風功率密度分布圖346
附圖3中國全年風速大於3m/s的小時數分布圖346
參考文獻347

精彩書摘

  第10章垂直軸風力機
  目前在運的大型風電機組,仍以水平軸風力機為主。這種風電機組的技術構成復雜、造價高。運行限製條件嚴格,適閤運行的風速範圍較窄。因此,在短期內難以大幅度降低成本。針對低風速風能利用和噪音要求低的需要,研發新型的風力發電設備,對促進新能源産業技術進步,有重要意義。
  垂直軸風力機具有外流空氣動力學,和內流空氣動力學的特點。進行葉片氣動設計時,須綜閤考慮內流與外流的物理條件、流動條件,及其對流型所産生的影響。采用閤理的葉片布置方式,即使在低風速下,垂直軸風力機仍可以自啓動。
  本章簡介瞭垂直軸風力機的基本知識,和設計原理。供進一步研究垂直軸風力機參考。
  ……

前言/序言

  第三版前言
  太陽嚮宇宙空間輻射的總能量約3.75×1023kW(3750萬萬萬億韆瓦),其中20億分之一的能量到達地球的大氣層。經大氣層反射、吸收,最後有1.7×1014kW(170萬億韆瓦)太陽能到達地球錶麵。到達地球錶麵的太陽輻射能量,隻有約2%轉化為風能。估計的全球風能總量約2.74×109MW(2.74萬億韆瓦),其中可利用的風能為2×1010kW(200億韆瓦),比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。按目前太陽質量消耗率計,太陽能還可供地球使用約50億年。可見,太陽能和風能是一種取之不盡、用之不竭的能源,又是可再生能源。
  我國風能資源豐富。平均風功率密度為100W/m2,風能資源總儲量約32億韆瓦。可開發利用的陸上風能儲量2.53億韆瓦,加上近海可開發利用的風能儲量7.5億韆瓦,共計約10億韆瓦。截至2014年,我國風電新增裝機2340萬韆瓦,纍計裝機達到1.15億韆瓦。約占全國電力總裝機的10%。
  風力機是將風動能轉換為機械功的一種動力機械,廣義地說,風力機是以太陽為熱源、以大氣為工質的熱能轉換的葉片式熱力發動機。風車是最早的一種風力機械,公元前2世紀在波斯,人們利用垂直軸風車碾米。
  風力機用於發電的設想,最早始於19世紀末。1887年,美國人Brush建造瞭第一颱發電用風力機。到1918年,丹麥已擁有風力發電機120颱,額定功率為5~25kW不等。
  第一次世界大戰後,飛機螺鏇槳技術和近代氣體動力學理論,為風輪葉片的設計創造瞭條件,齣現瞭現代高速風力機。第二次世界大戰前後,歐洲國傢和美國相繼建造瞭一批大型的風力發電機。1941年,美國建造瞭一颱雙葉片、風輪直徑達53.3m的風力發電機,風速13.4m/s時,輸齣功率達1250kW。
  1957年,Juul建造的風機,已初具現代風機雛形,風機由一個發電機和三個鏇轉葉片組成。
  20世紀80年代美國成功開發瞭100kW、200kW、2000kW、2500kW、6200kW、7200kW6種係列風力發電機組。
  截至2014年,全球風電整機製造商按市場份額排名前十名中,第一是丹麥維斯塔斯,其次是德國西門子、美國通用電氣(GE)、中國金風科技、德國Enercon、印度Suzlon、中國國電聯閤動力、西班牙歌美颯、中國明陽和中國遠景能源。德國西門子在海上風電市場中處於絕對領先地位。
  風力機的最主要部件——風輪機與汽輪機有很多相似點:例如都是葉片式機械、都基於機翼升力理論;影響性能的主要參數都是速度比,風力機葉尖速度比λ,是葉尖圓周速度與風速之比,是風能機風能利用係數最重要的參數。汽輪機是速度比Xuc0,是葉片中徑圓周速度u與級理想速度c0之比,是決定級輪周效率最重要的參數;兩種機械的特性都與葉型來流角度強相關,有正攻角工況、負攻角工況和失速工況、顫振工況等;還有動態共振特性等。正是這些共通點,由汽輪機製造廠來自主開發風力機是非常閤適的。
  然而,風力機由於是低能頭轉換機械,它又有很多與汽輪機不同的特點。例如風力機都是單級、葉片數目特彆少,比如隻有兩片、三片、四片等,而汽輪機是多級(30~40級)多葉片(每級100~200片);風力機是低轉速機械,轉速隻有10~30 r/min,而汽輪機是高轉速迴轉機械,有半轉速機1500r/min、1800r/min,和全轉速機3000r/min、3600r/min 。因此,風力機一般有高增速比的齒輪箱(最近又開發瞭一種免齒輪箱直接驅動式風力機),而大型汽輪機一般都不用齒輪箱。
  還有,風力機的葉片特彆長,最長的已達到50~80m,而汽輪機的葉片最短的25mm,最長的也不過1~2m;其他與汽輪機不同的有: 風力機葉片用的是非金屬材料,在露天運行,運行工況惡劣,宜遠程遙控,不消耗燃料,不用鍋爐等化學能轉換設備等。因此,汽輪機廠要自主開發風力機,就首先要弄清這些不同點,專門立項研究。正是在這樣的思考下,我們編著瞭此書,希望對自主開發風力機有所幫助。
  本書共分10章,第1章是有關風與風能的基本知識;第2~3章是風力發電技術,重點是闡述與汽輪機發電技術不同的特點;第4章風力機設計規範,對風力機設計人員有特彆的設計參考價值;第5~6章專門講風輪機的工程設計方法和數值計算,是全書的重點;第7章分析典型大型風力機的設計技術,可供風力機設計人員參考,也是本書的重點,本章還增加瞭5MW以上超大型風力機設計部分;第8章介紹瞭風力機的發電係統,重點在於係統,介紹瞭它們與化石燃料汽輪機發電係統的不同。第9章簡要介紹幾種特殊用途的風力機,例如海上風力機、低溫地區風力機、高原地區風力機和免齒輪箱直接驅動式風力機等。它們與一般風力機大同小異,隻是根據使用地點環境不同,加入瞭一些特殊措施。本章就是在分析這些不同點的基礎上,著重介紹這些措施。第10章介紹瞭垂直軸風力機的基本知識和設計原理,給齣瞭垂直軸風力機的典型設計數據。
  風輪機的優化設計和設計風速的確定問題放在第5章。本章拋磚引玉,希望得到專傢們的指正。一些有關風力機的基礎資料,例如風力等級、風力機技術國傢標準等放在附錄,供大傢參考。
  本書自2007年1月第一版第一次印刷以來,承濛廣大讀者的厚愛,很快銷售一空,5次重印仍不能滿足讀者的要求。中國颱灣齣版商和讀者也深感興趣,購買瞭版權,已在中國颱灣齣版發行。2010年,第二版齣版發行。第二版的章節和內容都做瞭大的改動,刪除瞭原書的第8、第9兩章;增加瞭第6章和第8章內容;增加的“4.2風力機設計要求”一節,放在第4章(均是第二版序號)。第二版書承濛讀者厚愛,很快又銷售一空。
  根據風電市場需求,2015年初,化學工業齣版社決定再次修訂本書,齣版第三版。第三版增加瞭第4章:風力機設計規範;第7章增加瞭第7.8節、7.9節和第10章:垂直軸風力機。全書內容增加約1/4。特彆是第4章:風力機設計規範,是風力機設計人員最好的設計參考資料。第10章:垂直軸風力機是有一定技術性的科普資料,為廣大讀者瞭解垂直軸風力機,提供瞭最基本的知識,也為想研究設計垂直軸風力機的讀者,提供瞭一些必要的技術支持。第三版書將以最新的麵目與讀者見麵,希望使讀者對風力發電和風力機設計的最新技術有更加全麵的瞭解。
  東方電氣風電有限公司研發生産風電機10餘年,有自主研發葉片、發電機、控製係統及設備配套能力。有從1MW到5.5MW等多個序列的風電産品,運行的近6000餘颱風力發電機組分布國內陸地與近海。目前正在進行10MW海上風機的概念設計。2014年東方風電與瑞典SKAB公司閤作,成套齣口歐洲市場40颱2.5MW直驅式風力機發電機。東方風電還擁有世界上實驗功率最大的全功率試驗颱,能實現6MW整機全功率拖動試驗、電網模擬試驗、零部件試驗等。本書的很多設計理念、科研成果和資料等,都是編著者在東方風電供職時總結成文的。
  編著者劉萬琨是第三版的總策劃,並編寫瞭第4章、第7.8、第 7.9兩節,以及第10章的部分內容。
  本書的第三版又查閱瞭大量參考文獻和網上資料,訂正和更新瞭與時間相關的數據資料,並增加瞭許多最新資料。在此再次對文獻作者緻謝!
  再次感謝參加第一版、第二版的編著者張誌英、李銀鳳和幫助過本書編著的同事、朋友們。特彆要感謝東方汽輪機有限公司檔案館原館長、高級工程師侯春芳,是他提供瞭大量資料,並給予瞭諸多幫助,對編輯齣版提供瞭很多具體指導。沒有他們的幫助也就沒有本書。
  編著者
  2015年6月30日

《風能與風力發電技術(第3版)》 風能——清潔能源的未來藍圖 風,作為一種取之不盡、用之不竭的自然資源,正以前所未有的速度崛起,成為全球能源結構轉型中的關鍵力量。從古老的風車到現代化的巨型風力渦輪機,人類對風能的利用從未停止過探索與進步的步伐。本書旨在全麵深入地剖析風能的奧秘,並係統闡述風力發電技術的發展脈絡、核心原理、關鍵設備以及未來趨勢,為讀者勾勒齣一幅清晰而詳實的清潔能源藍圖。 第一部分:風能的奧秘與開發基礎 本書的開篇,我們將一同走進風的物理世界。這裏將詳細探討風的形成機製,從大氣環流、地轉偏嚮力到地形地貌的影響,深入解析影響風速和風嚮的各種因素。我們將學習如何科學地測量和評估風資源,掌握風速分布、風能密度等關鍵參數的計算方法,並瞭解不同地區風能資源的特點和潛力。 緊接著,我們將聚焦於風力發電的基本原理。您將瞭解到動能轉化為機械能,再由機械能轉化為電能的完整鏈條。本書將深入解析葉片的空氣動力學設計,包括翼型選擇、攻角控製、推力與扭矩的生成等,解釋為何巧妙的葉片設計能夠高效捕捉風能。同時,我們將探討影響風力渦輪機效率的關鍵因素,如風速、葉片尺寸、傳動係統以及發電機的性能。 第二部分:風力發電係統的核心技術 進入本書的核心部分,我們將逐一剖析構成風力發電係統的關鍵技術。 風力渦輪機設計與關鍵部件: 從機艙內的核心部件——變速箱、發電機、變槳係統、偏航係統,到支撐起整個巨型結構的塔筒,再到風力捕獲的關鍵——葉片,本書都將提供詳盡的介紹。您將瞭解不同類型的變速箱(如行星齒輪箱、斜齒輪箱)的優缺點,不同發電機的原理(如鼠籠式異步發電機、永磁同步發電機)及其適用場景。變槳係統和偏航係統如何協同工作,實現對風力的最優捕獲和對渦輪機的安全保護,也將得到細緻的闡述。葉片材料的革新,如玻璃縴維、碳縴維的應用,以及其對性能和成本的影響,也將是重點內容。 控製係統與運行優化: 現代風力渦輪機不再是簡單的“風車”,而是高度智能化的發電單元。本書將深入講解風力渦輪機的控製策略,包括恒定功率控製、恒定轉速控製、最大功率點跟蹤(MPPT)技術等。您將瞭解先進的預測控製、自適應控製等算法如何確保渦輪機在不同風況下都能高效穩定地運行,並減少機械損耗。同時,還將探討故障診斷與預測性維護技術,以降低運行成本,提高發電可用率。 電網接入與並網技術: 將風力發電從孤立的個體連接到龐大的電網,需要一係列復雜的技術支持。本書將詳細介紹風力發電係統與電網的接口技術,包括功率變換器(如PWM變流器)的作用,如何實現電壓和頻率的穩定匹配,以及如何應對電網波動。我們將討論風電場並網可能帶來的電網穩定問題,如頻率波動、電壓閃變等,並介紹相應的解決方案,如儲能係統、柔性直流輸電(LCC)等。 風電場規劃與選址: 建立一座經濟高效的風電場,選址是至關重要的一步。本書將指導讀者如何進行風電場的整體規劃,包括風資源評估的精細化、地形地貌的分析、土地利用的考量、以及環境保護和生態影響的評估。同時,還將討論風電場內部各颱風力渦輪機的布局優化,如何避免尾流效應造成的能量損失,以及交通運輸、施工維護等實際問題。 第三部分:風力發電的挑戰與未來展望 正如任何一項新興技術一樣,風力發電也麵臨著諸多挑戰,本書將客觀地分析這些挑戰,並展望其廣闊的未來。 挑戰與製約: intermittency(間歇性)和variability(波動性)是風力發電固有的挑戰。本書將探討如何通過技術手段,如先進的預測模型、靈活的電網調度以及與其他能源形式的互補(如儲能、水電、火電)來緩解這些問題。同時,我們將分析風力發電在土地占用、視覺影響、噪音問題、以及對鳥類和蝙蝠的潛在影響等環境社會方麵的考量,並介紹相應的減緩措施。 技術創新與發展趨勢: 本書將深入探討風力發電領域前沿的技術創新。您將瞭解到大型化、高效率化的趨勢,包括兆瓦級甚至十兆瓦級的超大型風力渦輪機的設計與製造。海上風電技術,作為未來風電發展的重要方嚮,其基礎建設、運維技術、以及浮動式海上風電平颱的創新,都將得到詳盡的介紹。智能風電場、大數據分析在風電場運行中的應用,以及人工智能在風資源預測、故障診斷中的潛力,也將是討論的重點。 政策支持與市場前景: 清潔能源的發展離不開政策的支持和市場的驅動。本書將簡要分析全球範圍內推動風力發電發展的政策導嚮,如可再生能源配額製、稅收優惠、綠色證書交易等。並對風力發電的經濟性進行評估,分析其與其他能源的成本競爭力,以及未來的市場前景。 結語 《風能與風力發電技術(第3版)》不僅是一本技術手冊,更是一扇通往清潔能源未來的窗戶。通過係統性的梳理和深入的解讀,我們希望能夠幫助讀者全麵理解風能的價值,掌握風力發電的關鍵技術,並對這項推動綠色可持續發展的革命性技術有一個深刻的認識。無論您是能源領域的專業人士、科研學者、學生,還是對清潔能源充滿好奇的普通讀者,本書都將是您探索風能世界的寶貴嚮導。

用戶評價

評分

這本書的深度和廣度都讓我為之震撼,它就像一本為風電工程師量身打造的實用指南。我特彆喜歡書中關於風力發電機組的變流器控製和電網適應性部分的講解。作者詳細闡述瞭如何通過先進的變流器技術來提高風力發電的質量,並且確保風電場能夠平穩地接入電網。我特彆欣賞書中關於虛擬同步發電機(VSG)和柔性直流輸電(LCC)等前沿技術的介紹,這讓我看到瞭風電技術未來的發展方嚮。而且,書中還提到瞭關於風電場的狀態監測和故障診斷係統,這對於提高風力發電的可靠性和安全性具有重要的意義。這本書的語言風格非常專業,但又充滿著智慧的光芒。作者善於將復雜的電力電子技術解釋得生動形象,並且通過大量的仿真數據和實驗結果,讓理論知識更具說服力。我曾經因為工作需要,需要快速掌握風力發電並網的相關技術,這本書為我提供瞭極大的幫助。它就像一位經驗豐富的專傢,將自己多年的技術積纍和實踐經驗毫無保留地分享齣來,讓我學到瞭很多寶貴的知識。

評分

這本書就像一位資深的行業專傢,將風力發電的方方麵麵都剖析得淋灕盡緻。我尤其對書中關於風力發電場的經濟性分析和投資迴報模型部分的講解印象深刻。作者詳細闡述瞭影響風電場投資迴報的關鍵因素,例如設備成本、運維成本、發電量、上網電價等等。他提供瞭一套係統的評估方法,讓我能夠從經濟角度全麵理解風力發電項目的可行性。我特彆欣賞書中關於風力發電補貼政策和碳交易機製的介紹,這讓我看到瞭國傢政策對於風電産業發展的重要推動作用。而且,書中還提到瞭關於風力發電與儲能技術結閤的應用前景,這讓我看到瞭風電技術未來的發展方嚮。這本書的語言風格非常務實,它不僅僅關注技術本身,更注重實際應用中的經濟效益和社會效益。作者善於將復雜的商業模式和金融工具解釋得通俗易懂,並且通過大量的市場數據和案例分析,讓讀者能夠更深刻地理解風電産業的商業邏輯。我曾經因為工作需要,需要快速瞭解風電項目的商業模式,這本書為我提供瞭極大的幫助。

評分

這本書就像一座知識的寶庫,每次翻閱都能有新的發現。我尤其對書中關於風力發電機組的控製係統部分的講解印象深刻。作者詳細闡述瞭如何通過精確的控製係統來優化風力發電機的運行效率,減少對電網的衝擊,並延長設備的使用壽命。他深入淺齣地講解瞭各種控製策略,例如最大功率點跟蹤(MPPT)算法,以及如何應對風速波動和電網擾動。書中關於風能預測技術的部分也給瞭我很大的啓發。準確的風能預測對於風力發電場的規劃和調度至關重要,而這本書提供瞭多種預測方法及其優缺點分析,這對於提高風電的可靠性和經濟性具有重要的參考價值。我特彆欣賞作者在講解過程中所展現齣的嚴謹態度和豐富的實踐經驗。書中引用的數據和案例都非常有說服力,讓讀者能夠更深刻地理解理論知識在實際應用中的重要性。同時,這本書的排版和圖示也做得非常齣色,清晰的圖錶和精美的插圖使得復雜的概念更容易被理解和記憶。我曾嘗試閱讀過其他關於風電的書籍,但很多都過於理論化,缺乏實際操作的指導。而這本書恰恰彌補瞭這一不足,它既有紮實的理論基礎,又不乏豐富的工程實踐經驗,這使得它成為一本真正能夠指導讀者學習和實踐的優秀教材。

評分

我之前對風力發電領域一直感到有些陌生,但自從讀瞭這本《風能與風力發電技術(第3版)》之後,我的看法徹底改變瞭。這本書就像一位循循善誘的老師,用清晰易懂的語言,將復雜的風電技術娓娓道來。我特彆喜歡書中關於風力發電場的設計和選址部分,作者詳細分析瞭影響風電場效益的關鍵因素,例如地形地貌、風資源分布、電網接入條件等等。他提供瞭一套係統的評估方法,讓我能夠從宏觀到微觀地理解一個風電項目的可行性。在講解風力發電機組的機械設計時,作者也做得非常齣色。從葉片的材料選擇,到傳動係統的設計,再到塔筒的結構強度,他都進行瞭詳盡的闡述。我尤其對書中關於風力發電機組壽命周期評估的內容印象深刻,這讓我認識到風電技術的長期性和可持續性。而且,這本書不僅僅局限於技術層麵,還觸及瞭風電産業的經濟性、政策法規以及未來發展趨勢,這讓我的視野更加開闊。我曾經為瞭理解某個技術點,查閱瞭很多資料,但總感覺不夠係統。而這本書就像一個百科全書,將所有我需要瞭解的信息都囊括其中,而且組織得非常有條理,讓我能夠快速找到自己需要的內容。

評分

我是在一次偶然的機會接觸到這本書的,當時我對風力發電這個領域知之甚少,抱著試試看的心態買瞭下來。沒想到,這本書徹底顛覆瞭我之前對這個行業的刻闆印象。它沒有一開始就拋齣晦澀難懂的公式和理論,而是從風能的起源、基本原理講起,循序漸進,就像在講述一個引人入勝的故事。當我讀到關於風力發電機組的分類和發展曆史時,我被深深吸引瞭。從早期的簡陋設計到如今高大精密的現代風機,這個過程本身就充滿瞭智慧和創新。書中對不同類型風力發電機組的優缺點分析也非常到位,讓我能夠清晰地辨彆它們的應用場景和技術特點。特彆是關於永磁直驅風力發電機和齒輪箱式風力發電機的對比,作者的分析非常深入,讓我明白瞭它們各自的優勢和劣勢所在。而且,書中還提到瞭很多最新的技術發展趨勢,比如智能風機、柔性葉片等等,讓我看到瞭風電技術未來的無限可能。這本書的語言風格也非常平易近人,即使是對於非專業人士,也能輕鬆理解其中的奧秘。我尤其喜歡作者在講解過程中穿插的案例分析,這些真實的案例讓理論知識變得更加生動和實用。讀完這本書,我對風力發電有瞭更加全麵的認識,也更加堅定瞭從事這個行業的決心。

評分

這本書的敘述方式非常獨特,它不是簡單地羅列知識點,而是將風力發電技術的發展脈絡娓娓道來。我特彆喜歡書中關於風力發電機組的結構設計和材料科學方麵的講解。作者詳細介紹瞭不同類型風力發電機組塔筒的結構形式,以及葉片所采用的復閤材料的性能特點。我特彆欣賞書中關於風力發電機組疲勞壽命和可靠性評估的內容,這讓我認識到風機作為一種長期運行的設備,其設計需要考慮的因素非常復雜。而且,書中還提到瞭關於風力發電機組的聲學設計和環境影響評估,這讓我看到瞭風電産業在追求經濟效益的同時,也越來越重視環境保護。這本書的語言風格非常引人入勝,它將枯燥的技術知識融入到瞭生動的敘述中,讓我閱讀起來絲毫不覺得枯燥。我曾經因為對風力發電機組的結構感到好奇,而查閱瞭很多資料,但總覺得不夠係統。而這本書,則為我提供瞭一個完整的視角,讓我能夠從宏觀到微觀地理解風力發電機組的每一個構成部分。

評分

我是一個對新能源領域充滿好奇的讀者,而這本《風能與風力發電技術(第3版)》無疑滿足瞭我對風電知識的強烈渴望。這本書的深度和廣度都讓我驚嘆不已。我尤其對書中關於風力發電機組葉片氣動設計的章節情有獨鍾。作者深入剖析瞭葉片形狀、攻角、翼型等參數如何影響風能的捕獲效率,並且詳細介紹瞭各種氣動優化技術。這些內容不僅理論性強,而且還結閤瞭大量的 CFD 模擬結果和實驗數據,讓我對風力發電機的核心部件有瞭更深入的理解。此外,書中關於風力發電機組的電氣係統設計也讓我受益匪淺。從發電機原理到變流器控製,再到並網技術,作者都進行瞭詳盡的介紹,讓我對風電的能量轉換過程有瞭清晰的認識。我特彆欣賞作者在講解過程中所使用的圖錶和示意圖,這些直觀的視覺元素極大地幫助瞭我理解抽象的技術概念。這本書不僅關注技術本身,還對風電産業的經濟性、政策支持以及社會環境影響進行瞭深入的探討,這讓我對風電的全麵價值有瞭更深刻的認識。總的來說,這是一本集理論、實踐、前沿為一體的優秀著作,對於任何想要深入瞭解風力發電領域的讀者來說,都絕對是不可錯過的選擇。

評分

我一直對可再生能源領域情有獨鍾,而這本書,更是將我帶入瞭風力發電的精妙世界。它就像一部詳實的百科全書,讓我能夠從宏觀到微觀地理解風能的利用。我尤其喜歡書中關於風力發電場微觀選址和布局優化的章節。作者詳細分析瞭地形、地貌、障礙物等因素對風資源的影響,並且介紹瞭如何通過閤理的布局來最大化風力發電場的能量捕獲效率。我特彆欣賞書中關於風機間尾流效應的模擬和分析,這讓我明白瞭風力發電機組之間並非獨立運行,而是相互影響的。而且,書中還提到瞭關於海上風電場的設計和建設,這讓我看到瞭風電技術嚮更廣闊海域延伸的巨大潛力。這本書的語言風格非常嚴謹,但又不失可讀性。作者善於將復雜的工程問題分解成易於理解的單元,並且通過精美的圖示和錶格,將抽象的概念具象化。我曾經為瞭解決實際工作中的風電場布局問題,查閱瞭大量的文獻,但總是碎片化,缺乏係統性。而這本書,則為我提供瞭一個完整的框架,讓我能夠從根本上理解和解決問題。

評分

這本書的內容豐富程度讓我感到驚喜,就像打開瞭一扇通往風電技術神秘世界的大門。我尤其對書中關於風力發電機組的可靠性和維護管理部分印象深刻。作者詳細闡述瞭風力發電機組在運行過程中可能遇到的各種故障,以及相應的診斷和維修方法。他提供的故障樹分析和預兆性維護策略,對於提高風力發電場的運行效率和降低維護成本具有非常重要的指導意義。我特彆欣賞書中關於風力發電機組疲勞壽命分析的內容,這讓我認識到風機作為一種大型機械設備,其長期穩定運行的背後蘊含著精密的工程計算和設計。而且,書中還提到瞭關於風電場退役和迴收的問題,這讓我看到瞭風電産業的可持續發展理念。這本書的語言風格非常專業,但又不會讓人望而卻步。作者善於將復雜的工程術語解釋得通俗易懂,並且通過大量的實例和數據支撐,讓理論知識更加生動和實用。我曾經因為工作需要,需要快速瞭解風電場運行維護的相關知識,這本書為我提供瞭極大的幫助。它就像一個經驗豐富的工程師,將自己多年的實踐經驗毫無保留地分享齣來,讓我受益匪淺。

評分

這本書,我是一口氣讀下來的,真的,完全停不下來。從最初接觸風能這個概念,到後來深入瞭解風力發電的各個環節,這本書都像一位經驗豐富的嚮導,一步步地引領我。我特彆喜歡它對風能資源評估的部分,不僅僅是理論性的講解,還包含瞭大量的實例分析,讓我對如何選擇閤適的風力發電場址有瞭更直觀的認識。作者在講解風力發電機組的設計時,也花瞭很大的篇幅,從葉片的氣動設計,到塔架的結構力學,再到驅動係統的機械原理,都講得非常透徹。讓我這個初學者也能逐漸理解那些復雜的工程細節。更讓我驚喜的是,書中還涉及瞭風電場的規劃、建設和運行維護,這些都是實際應用中至關重要的環節。作者用非常生動的語言,結閤圖錶和數據,將這些專業知識呈現齣來,使得抽象的概念變得鮮活起來。我尤其對書中關於風力發電並網的章節印象深刻,它詳細介紹瞭風力發電對電網的影響以及如何解決這些問題,這對於理解風電的普及和可持續發展至關重要。總而言之,這本書內容非常豐富,條理清晰,邏輯性強,既有深度又不失廣度,對於想要係統學習風能與風力發電技術的讀者來說,絕對是一本不可多得的寶典。讀完之後,我感覺自己對這個領域有瞭全新的認識,充滿瞭繼續深入研究的動力。

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