項目一風(fēng)能資源測量與評估課件

項目一風(fēng)能資源測量與評估山東職業(yè)學(xué)院機電裝備系新能源應(yīng)用技術(shù)教研室

《風(fēng)力發(fā)電技術(shù)》

主講教師：張為賓項目一風(fēng)能資源測量與評估山東職業(yè)學(xué)院機電裝備系《風(fēng)力發(fā)電1風(fēng)的形成3風(fēng)資源測量與評估2風(fēng)的特征及測量主要內(nèi)容1風(fēng)的形成3風(fēng)資源測量與評估2風(fēng)的特征及測量主要內(nèi)容任務(wù)1風(fēng)的形成新能源介紹1風(fēng)的特點2風(fēng)的形成3任務(wù)1新能源介紹1風(fēng)的特點2風(fēng)的形成3一、新能源介紹指技術(shù)成熟且已被大規(guī)模利用的能源，如煤炭、石油、天然氣以及大中型水電都被看作常規(guī)能源。常規(guī)能源——指尚未大規(guī)模利用、正在積極研究開發(fā)的能源。相對于傳統(tǒng)能源，新能源具有污染少、儲量大，前景廣闊的特點。新能源——風(fēng)能太陽能核能生物質(zhì)能地?zé)崮芎Ｑ竽軞淠苄履茉匆?、新能源介紹指技術(shù)成熟且已被大規(guī)模利用的能源，如煤炭、石油一、新能源介紹風(fēng)能利用一、新能源介紹風(fēng)能利用二、風(fēng)的特點風(fēng)的特點1、風(fēng)的變化性和不穩(wěn)定性。

由于氣候、時間及地理環(huán)境的影響，風(fēng)的大小及方向都在瞬時變化著。風(fēng)的不穩(wěn)定性，使我們對風(fēng)能利用是將會有很多問題需要解決。2、風(fēng)力大小隨海拔的升高而增大。

其根本原因是，隨著海拔的升高地球表面與空氣摩擦阻力的影響越來越小。3、空氣的密度隨海拔的升高而減小。

雖然海拔高出風(fēng)比較大，但是由于空氣密度小，風(fēng)能量并不大。二、風(fēng)的特點風(fēng)的特點二、風(fēng)的特點

二、風(fēng)的特點

二、風(fēng)的特點2）平流層從對流層頂?shù)郊s50km的大氣層為平流層。在平流層下層，即30—35knl以下，溫度隨高度降低變化較小，氣溫趨于穩(wěn)定，所以又稱同溫層。在30—35km以上，溫度隨高度升高而升高。特點：一是空氣沒有對流運動；二是空氣比下層稀薄得多，水汽、塵埃的含量甚微，很少出現(xiàn)天氣現(xiàn)象；三是在高約15—35km范圍內(nèi)，有厚約20km的—層臭氧層，因臭氧具有吸收太陽光短波紫外線的能力，故使平流層的溫度升高。二、風(fēng)的特點2）平流層二、風(fēng)的特點3）中間層從平流層頂?shù)?0km高度稱為中間層。這一層空氣更為稀薄，溫度隨高度增加而降低。4）熱層從80km到約500km稱為熱層。這一層溫度隨高度增加而迅速增加，層內(nèi)溫度很高，晝夜變化很大，熱層下部尚有少量的水分存在，因此偶爾會出現(xiàn)銀白并微帶青色的夜光云。二、風(fēng)的特點3）中間層二、風(fēng)的特點5）逃逸層

熱層以上的大氣層稱為逃逸層。逃逸層空氣極為稀薄，其密度幾乎與太空密度相同，故又常稱為外大氣層。由于空氣受地心引力極小，氣體及微?？梢詮倪@層飛出地球致力場進入太空。逃逸層是地球大氣的最外層。逃逸層的溫度隨高度增加而略有增加。二、風(fēng)的特點5）逃逸層三、風(fēng)的形成風(fēng)的形成

大氣的流動像水流一樣，從壓力高處向壓力低處流動，氣壓差越大，風(fēng)也就越大。太陽能正是形成大氣壓差的原因。由于地球自轉(zhuǎn)軸與太陽的共轉(zhuǎn)軸存在66.5°的夾角，因此對地球上的不同地點，太陽照射的角度是不同的，而且對同一地點1年中這個角度也是變化的。地球上某處所接受的太陽輻射能與該地點太陽照射角的正弦成正比。三、風(fēng)的形成風(fēng)的形成三、風(fēng)的形成三、風(fēng)的形成三、風(fēng)的形成1、氣壓梯度力

由于高低緯度之間的溫度差異，造成了南北向之間的氣壓梯度，由于氣壓梯度引起的力就叫氣壓梯度力。在氣壓梯度力的作用下，使空氣做水平運動，并沿垂直于等壓線的方向由高壓向低壓吹。在赤道和低緯度地區(qū)，太陽高度角大，日照時間長，太陽輻射強度大，地面和大氣接受熱量多，溫度較高；高緯度地區(qū)，太陽高度角小，日照時間短，太陽輻射強度小，地面和大氣接受熱量少，溫度低。三、風(fēng)的形成1、氣壓梯度力三、風(fēng)的形成2、地轉(zhuǎn)偏向力

地球自轉(zhuǎn)使空氣運動發(fā)生偏向力，這種力稱為“地轉(zhuǎn)偏向力”。在赤道附近，地轉(zhuǎn)偏向力為零，隨著緯度的增加而增大，在極地達到最大。

在這種力的作用下，

北半球氣流向右偏轉(zhuǎn)，

南半球氣流向左偏轉(zhuǎn)。三、風(fēng)的形成2、地轉(zhuǎn)偏向力三、風(fēng)的形成3、大氣環(huán)流

在地球上由于地球表面受熱不均，引起大氣層中空氣壓力不均衡，因此形成地面與高空的大氣環(huán)流。這種環(huán)流在地球自轉(zhuǎn)偏向力的作用下，形成了赤道到緯度30°N環(huán)流圈（哈德來環(huán)流）、緯度30°~60°N環(huán)流圈和緯度60°~90°N環(huán)流圈，這便是著名的“三圈環(huán)流”。三、風(fēng)的形成3、大氣環(huán)流三、風(fēng)的形成1）緯度30°N環(huán)流圈

在赤道附近，空氣受熱膨脹上升，造成赤道上空氣壓升高，空氣向極地方向流動。

以北半球為例，由于赤道附近地轉(zhuǎn)偏向力很小，空氣基本受氣壓梯度力影響，因此赤道上空的空氣由南向北流動。隨著緯度的增加，地轉(zhuǎn)偏向力逐漸加大，空氣運動向右偏轉(zhuǎn)。在緯度30°附近，偏角到達90°，地轉(zhuǎn)偏向力與氣壓梯度力相當，空氣運動方向與緯圈平行，所以在緯度30°附近上空，赤道來的氣流受到阻塞而聚積，氣流下沉，形成這一地區(qū)地面氣壓升高，就是所謂的“副熱帶高壓”。三、風(fēng)的形成1）緯度30°N環(huán)流圈三、風(fēng)的形成1）緯度30°N環(huán)流圈

副熱帶高壓下沉氣流分為兩支，一支從副熱帶高壓向南流動，指向赤道。在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下，北半球吹東北風(fēng)，風(fēng)速穩(wěn)定且不大，約3~4級，這是所謂的信風(fēng)，所以在南北緯30°之間的地帶稱為信風(fēng)帶。這一支氣流補充了赤道上升氣流，構(gòu)成了一個閉合的環(huán)流圈，稱此為哈德來環(huán)流，也叫做正環(huán)流圈。此環(huán)流圈南面上升，北面下沉。三、風(fēng)的形成1）緯度30°N環(huán)流圈三、風(fēng)的形成2）緯度30°~60°N環(huán)流圈

副熱帶高壓下沉氣流的另一支從副熱帶高壓向北流動的氣流，在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下，北半球吹西風(fēng)，且風(fēng)速較大，這就是所謂的西風(fēng)帶。在60°N附近處，西風(fēng)帶遇到了由極地向南流來的冷空氣，被迫沿冷空氣上面爬升，在60°N地面出現(xiàn)一個副極地低壓帶。三、風(fēng)的形成2）緯度30°~60°N環(huán)流圈三、風(fēng)的形成2）緯度30°~60°N環(huán)流圈

副極地低壓帶的上升氣流，到了高空又分成兩股，一股向南，一股向北。向南的一股氣流在副熱帶地區(qū)下沉，構(gòu)成一個中緯度閉合圈，正好與哈德來環(huán)流流向相反，此環(huán)流圈北面上升、南面下沉，所以叫反環(huán)流圈，也稱費雷爾環(huán)流圈；三、風(fēng)的形成2）緯度30°~60°N環(huán)流圈三、風(fēng)的形成3）緯度60°~90°N環(huán)流圈

副極地低壓帶的上升氣流的向北氣流，從上升到達極地后冷卻下沉，形成極地高壓帶，這股氣流補償了地面流向副極地帶的氣流，而且形成了一個閉合圈，此環(huán)流圈南面上升、北面下沉與哈德來環(huán)流流向類似的環(huán)流圈，因此也叫正環(huán)流。在北半球，此氣流由北向南，受地轉(zhuǎn)偏向力的作用，吹偏東風(fēng)，在60°~90°之間，形成了極地東風(fēng)帶。三、風(fēng)的形成3）緯度60°~90°N環(huán)流圈三、風(fēng)的形成4、季風(fēng)環(huán)流

在一個大范圍地區(qū)內(nèi)，它的盛行風(fēng)向或氣壓系統(tǒng)有明顯的季節(jié)變化，這種在1年內(nèi)隨著季節(jié)不同，有規(guī)律轉(zhuǎn)變風(fēng)向的風(fēng)，稱為“季風(fēng)”。季風(fēng)盛行地區(qū)的氣候又稱季風(fēng)氣候。圖1-3海陸熱力差異引起季風(fēng)示意圖a)冬季b)夏季三、風(fēng)的形成4、季風(fēng)環(huán)流圖1-3海陸熱力差異引起季風(fēng)示意圖三、風(fēng)的形成冬季，陸地比海洋冷，大陸氣壓高于海洋，氣壓梯度力自大陸指向海洋，風(fēng)從大陸吹向海洋；夏季則相反，陸地很快變暖，海洋相對較冷，陸地氣壓低于海洋，氣壓梯度力由海洋指向大陸。圖1-3海陸熱力差異引起季風(fēng)示意圖a)冬季b)夏季三、風(fēng)的形成冬季，陸地比海洋冷，大陸氣壓高于海洋，氣壓梯度力三、風(fēng)的形成5、局地環(huán)流1）海陸風(fēng)

由于海陸物理屬性的差異，造成海陸受熱不均。a）海風(fēng)

白天陸上溫升較海洋快，空氣上升，而海洋上空氣溫度相對較低，使地面有風(fēng)白海洋吹向大陸，補充大陸地區(qū)上升氣流。而陸上的上升氣流流向海洋上空而下沉，補充海上吹向大陸氣流。這種白天風(fēng)從海洋吹向大陸稱海風(fēng)。三、風(fēng)的形成5、局地環(huán)流三、風(fēng)的形成b）陸風(fēng)

夜間環(huán)流的方向正好相反，所以風(fēng)從陸地吹向海洋。夜間風(fēng)從陸地吹向海洋稱陸風(fēng)。三、風(fēng)的形成b）陸風(fēng)三、風(fēng)的形成2）山谷風(fēng)

a）谷風(fēng)

白天，山坡接受太陽光熱較多，空氣增溫較多；而山谷上空的空氣因離地較遠，增溫較少，于是山坡上的暖空氣不斷上升，并從山坡上空流向谷地上空，谷底的空氣則沿山坡向山頂補充，這樣便在山坡與山谷之間形成一個熱力環(huán)流。下層風(fēng)由谷底吹向山坡，稱為谷風(fēng)。三、風(fēng)的形成2）山谷風(fēng)三、風(fēng)的形成2）山谷風(fēng)b）山風(fēng)

夜間，山坡上的空氣，受山坡輻射冷卻影響，空氣降溫較多，而谷地上空，同高度的空氣因離地面較遠，降溫較少。于是山坡上的冷空氣因密度大，順山坡流入谷地，谷底的空氣因匯合而上升，并從上面向山頂上空流去，形成與白天相反的熱力環(huán)流。下層風(fēng)由山坡吹向谷地，稱為山風(fēng)。三、風(fēng)的形成2）山谷風(fēng)任務(wù)2風(fēng)的特征及測量風(fēng)的基本特征1常用測風(fēng)設(shè)備2風(fēng)速風(fēng)向儀使用3任務(wù)2風(fēng)的基本特征1常用測風(fēng)設(shè)備2風(fēng)速風(fēng)向儀使用3一、風(fēng)的基本特征1、風(fēng)速

風(fēng)的大小常用風(fēng)的速度來衡量，風(fēng)速是單位時間內(nèi)空氣在水平方向上移動的距離，常用m/s、km/h、mile/h等來表示。

專門測量風(fēng)速的儀器有旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速計、散熱式風(fēng)速計和聲學(xué)風(fēng)速計等。

風(fēng)速儀安裝高度不同，所得到的風(fēng)速結(jié)構(gòu)也不同，它隨高度升高而增強，通常測風(fēng)高度為10m。旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速計散熱式風(fēng)速計聲學(xué)風(fēng)速計一、風(fēng)的基本特征1、風(fēng)速旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速計散熱式風(fēng)速計聲學(xué)風(fēng)速計一、風(fēng)的基本特征1）瞬時風(fēng)速、平均風(fēng)速

瞬時風(fēng)速——在某一瞬間測得風(fēng)速為瞬時風(fēng)速；

平均風(fēng)速——在某一段時間內(nèi)，瞬時風(fēng)速的算術(shù)平均值，風(fēng)速儀測得的風(fēng)速是平均風(fēng)速。

我們將年平均風(fēng)速作為評價一個風(fēng)場開發(fā)利用價值的重要指標，一般由當?shù)貧庀笈_站的歷年觀測統(tǒng)計數(shù)據(jù)給出。

風(fēng)力發(fā)電機輪轂中心高度處的最小年平均風(fēng)速，是判斷一個風(fēng)電場開發(fā)是否經(jīng)濟的標準。以目前能源價格和上網(wǎng)電價為參照物，當年平均風(fēng)速大于5m/s時，風(fēng)能的開發(fā)才有經(jīng)濟價值。一、風(fēng)的基本特征1）瞬時風(fēng)速、平均風(fēng)速一、風(fēng)的基本特征2）風(fēng)速頻率、風(fēng)速變幅

風(fēng)速頻率——在一定的時間內(nèi)，相同風(fēng)速出現(xiàn)的時數(shù)占測量總時數(shù)的百分比。

風(fēng)速變幅——在求得平均風(fēng)速的限定時間內(nèi)，最大風(fēng)速與最小風(fēng)速之差。

對風(fēng)能利用來說，既希望平均風(fēng)速較高，又希望風(fēng)速變幅越小越好，以保證風(fēng)力發(fā)電機平穩(wěn)運行和便于控制。一、風(fēng)的基本特征2）風(fēng)速頻率、風(fēng)速變幅一、風(fēng)的基本特征3）啟動風(fēng)速、切除風(fēng)速、有效風(fēng)速

啟動風(fēng)速——可使風(fēng)力發(fā)電機啟動運行的風(fēng)速稱為啟動風(fēng)速；風(fēng)力發(fā)電機常取3m/s為啟動風(fēng)速。

切除風(fēng)速——風(fēng)力發(fā)電機超速運行的上限風(fēng)速稱為切除風(fēng)速，大于切除風(fēng)速時，風(fēng)力發(fā)電機必須停轉(zhuǎn)，否則將有超速運轉(zhuǎn)而損壞的危險。風(fēng)力發(fā)電機常取25m/s為切除風(fēng)速。

有效風(fēng)速——風(fēng)力發(fā)電機常取3~25m/s的風(fēng)速稱為有效風(fēng)速，據(jù)此計算出來的風(fēng)速頻率和風(fēng)能稱為有效風(fēng)頻和有效風(fēng)能。

年平均風(fēng)速大于3m/s的年小時數(shù)決定了風(fēng)力發(fā)電機的工作效率及經(jīng)濟性，表明風(fēng)電場在一年內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機可以起動工作的小時數(shù)。一、風(fēng)的基本特征3）啟動風(fēng)速、切除風(fēng)速、有效風(fēng)速一、風(fēng)的基本特征4）參考風(fēng)速和極限風(fēng)速

參考風(fēng)速——定義為50年一遇的、在輪轂高度處能持續(xù)10min的陣風(fēng)平均風(fēng)速。

極限風(fēng)速——定義為1.4倍的參考風(fēng)速。極限風(fēng)速決定了風(fēng)力發(fā)電機設(shè)計時的強度和剛度指標。

風(fēng)力發(fā)電機要想安全地工作，風(fēng)力發(fā)電機組及其零部件就必須保證在瞬時最大風(fēng)速時不會損壞。一、風(fēng)的基本特征4）參考風(fēng)速和極限風(fēng)速一、風(fēng)的基本特征5）影響風(fēng)速的主要因素a、垂直高度

從空氣運動角度，通常將1km以下的大氣層分為三個區(qū)域：

離地面2m以內(nèi)的區(qū)域稱為底層；

2~100m的區(qū)域稱為下部摩擦層，二者總稱為地面境界層；

從100~1000m區(qū)域稱為上部摩擦層，以上三個區(qū)域總稱為摩擦層；

摩擦層之上稱為自由大氣。

在地面境界層內(nèi)，空氣運動因受流黏性和地面摩擦的影響，風(fēng)向大體一致，而風(fēng)速則隨著垂直高度的增加而增大。一、風(fēng)的基本特征5）影響風(fēng)速的主要因素一、風(fēng)的基本特征不同地形平坦地面的平均風(fēng)速（m/s）3~56~8山間盆地0.95~0.850.85~0.80彎曲的河谷底0.80~0.700.70~0.60山背風(fēng)坡0.90~0.800.80~0.70山迎風(fēng)坡1.10~1.201.10峽谷口或山口1.30~1.401.20b、地形地貌表1-1不同地形與平坦地面的風(fēng)速比值相對高度/m501002003005007001000比值1.381.501.601.701.801.841.90表1-2山頂與山麓的風(fēng)速比值一、風(fēng)的基本特征不同地形平坦地面的平均風(fēng)速（m/s）3~56一、風(fēng)的基本特征c、地理位置

由于陸地表面和海面對風(fēng)的摩擦阻力不同，造成了海面上的風(fēng)速比岸上的風(fēng)速大，沿海的風(fēng)速比內(nèi)陸的風(fēng)速大。d、障礙物

風(fēng)流經(jīng)障礙物時，會在其后面產(chǎn)生不規(guī)則的渦流，致使流速降低，這種渦流隨著遠離障礙物而逐漸消失。

當距離大于障礙物高度10倍以上時，渦流可完全消失，所以在障礙物下設(shè)置風(fēng)力發(fā)電機時，應(yīng)遠離其高度10倍以上。一、風(fēng)的基本特征c、地理位置一、風(fēng)的基本特征

一、風(fēng)的基本特征

一、風(fēng)的基本特征等級名稱相當于平地10米高處的風(fēng)速陸上地物征象海面和漁船征象海面浪高（m）風(fēng)壓（10N/m2）m/skm/h一般最高0無風(fēng)0.0-0.2＜1靜，煙直上。海面平靜。--0-0.00251軟風(fēng)0.3-1.51-5煙能表示風(fēng)向，但風(fēng)向標不能轉(zhuǎn)動。微波如魚鱗狀，沒有浪花。一艘漁船正好能使舵。0.10.10.0056-0.0142輕風(fēng)1.6-3.36-11人面感覺有風(fēng)，樹葉微響，風(fēng)向標能轉(zhuǎn)動。小波，波長尚短，但波形顯著，波峰呈玻璃色但不破裂。漁船張帆時，可隨風(fēng)移動每小時1～2海里。0.20.30.016-0.683微風(fēng)3.4-5.412-19樹葉和微枝搖動不息，旌旗展開。小波加大，波峰開始破裂；浪沫光亮，有時可有散見的白浪花。漁船開始簸動，張帆隨風(fēng)移動每小時3～4海里。0.61.00.72-1.824和風(fēng)5.5-7.920-28能吹起地面灰塵和紙張，樹的小枝搖動。小浪，波長變長；白浪成群出現(xiàn)。漁船滿帆時，可使船身傾于一側(cè)。1.01.51.89-3.95清勁風(fēng)8.0-10.729-38有葉的小樹搖擺，內(nèi)陸的水面有小波。中浪，具有較顯著的長波形狀；許多白浪形成（偶有飛沫）。漁船需縮帆一部分。2.02.54-7.166強風(fēng)10.8-13.839-49大樹枝搖動，電線呼呼有聲，張傘困難。輕度大浪開始形成；到處都有更大的白沫峰（有時有些飛沫）。漁船縮帆大部分，并注意風(fēng)險。3.04.07.29-11.9表1-3風(fēng)級、風(fēng)速和征象對照表一、風(fēng)的基本特征等級名稱相當于平地10米高處的風(fēng)速陸上地物征一、風(fēng)的基本特征等級名稱相當于平地10米高處的風(fēng)速陸上地物征象海面和漁船征象海面浪高（m）風(fēng)壓（10N/m2）m/skm/h一般最高7疾風(fēng)13.9-17.150-61全樹搖動，迎風(fēng)步行感到不便。輕度大浪，碎浪成白沫沿風(fēng)向呈條狀。漁船不再出港，在海者下錨。4.05.512.08-18.288大風(fēng)17.2-20.762-74折毀微枝，迎風(fēng)步行感到阻力甚大。有中度的大浪，波長較長，波峰邊緣開始破碎成飛沫片；白沫沿風(fēng)向呈明顯的條帶。所有近海漁船都要靠港，停留不出。5.57.518.49-26.789烈風(fēng)20.8-24.475-88建筑物有小損（煙囪頂蓋和平瓦移動）?？窭?，沿風(fēng)向白沫呈濃密的條帶狀，波峰開始翻滾，飛沫可影響能見度。機帆船航行困難。7.010.027.04-37.2110狂風(fēng)24.5-28.489-102陸上少見，見時可使樹木拔起，建筑物損壞較重?？駶?，波峰長而翻卷；白沫成片出現(xiàn)，沿風(fēng)向呈白色濃密條帶；整個海面呈白色；海面顛簸加大，有震動感，能見度受影響。機帆船航行頗危險。9.012.537.52-50.4111暴風(fēng)28.5-32.6103-117陸上很少見，有則必有廣泛損壞。異?？駶ㄖ行〈豢梢粫r隱沒在浪后）；海面完全被沿風(fēng)向吹出的白沫片所掩蓋；波浪到處破成泡沫；能見度受影響。機帆船遇之極危險。11.516.050.77-66.4212颶風(fēng)32.7-36.9118-133陸上絕少見，摧毀力極大?？諝庵谐錆M白色的浪花和飛沫；海面完全變白，能見度嚴重地受到影響。14.0—

66.42-85.113

37.0-41.4134-149

14

41.5-46.1150-166

15

46.2-50.9167-183

16

51.0-56.0184-201

17

56.1-61.2202-220

18

≥61.3≥221

表1-3風(fēng)級、風(fēng)速和征象對照表一、風(fēng)的基本特征等級名稱相當于平地10米高處的風(fēng)速陸上地物征一、風(fēng)的基本特征一、風(fēng)的基本特征一、風(fēng)的基本特征一、風(fēng)的基本特征一、風(fēng)的基本特征3、風(fēng)向

風(fēng)向是指風(fēng)吹來的方向，如果風(fēng)從東面吹來，則稱為東風(fēng)。觀測陸地上的風(fēng)向一般采用16個方位（海上的風(fēng)向通常采用32個方位），即以正北為零，順時針沒轉(zhuǎn)過22.5°為一個方位，如圖1-7所示。靜風(fēng)記為C。一、風(fēng)的基本特征3、風(fēng)向一、風(fēng)的基本特征3、風(fēng)向

風(fēng)玫瑰圖——各種風(fēng)向出現(xiàn)頻率常用風(fēng)玫瑰圖來表示。風(fēng)玫瑰圖是在極坐標圖上，點出某年或某月各種風(fēng)向出現(xiàn)的頻率，稱為風(fēng)向玫瑰圖。

同理，統(tǒng)計各種風(fēng)向上的平均速度和風(fēng)能的圖，分別稱為風(fēng)速玫瑰圖和風(fēng)能玫瑰圖。風(fēng)向玫瑰圖一、風(fēng)的基本特征3、風(fēng)向風(fēng)向玫瑰圖一、風(fēng)的基本特征

一、風(fēng)的基本特征

二、常用測風(fēng)設(shè)備1、風(fēng)速計1）杯式風(fēng)速計：

它由3個互成120°固定在支架上的拋物錐空杯組成感應(yīng)部分，空杯的凹面都順向一個方向。整個感應(yīng)部分安裝在一根垂直旋轉(zhuǎn)軸上，在風(fēng)力的作用下，風(fēng)杯繞軸以正比于風(fēng)速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)速可以用電觸點、測速發(fā)電機或光電計數(shù)器等記錄。二、常用測風(fēng)設(shè)備1、風(fēng)速計二、常用測風(fēng)設(shè)備2）螺旋槳式風(fēng)速計：

它是一組三葉或四葉螺旋槳繞水平軸旋轉(zhuǎn)的風(fēng)速計，通過尾翼使其旋轉(zhuǎn)平面始終正對風(fēng)的來風(fēng)速計向，它的轉(zhuǎn)速正比于風(fēng)速。二、常用測風(fēng)設(shè)備2）螺旋槳式風(fēng)速計：二、常用測風(fēng)設(shè)備3）熱線風(fēng)速計：

熱線風(fēng)速計是采用一根被電流加熱的金屬絲，流動的空氣使它散熱，利用散熱速率和風(fēng)速的平方根成線性關(guān)系，再通過電子線路線性化，即可制成熱線風(fēng)速計。旁熱式的熱線一般為錳銅絲，其電阻溫度系數(shù)近于零，它的表面另置有測溫元件。直熱式的熱線多為鉑絲，在測量風(fēng)速的同時可以直接測定熱線本身的溫度。

熱線風(fēng)速計在小風(fēng)速時靈敏度較高，適用于對小風(fēng)速測量，是大氣湍流和農(nóng)業(yè)氣象測量的重要工具。二、常用測風(fēng)設(shè)備3）熱線風(fēng)速計：二、常用測風(fēng)設(shè)備4）數(shù)字風(fēng)速儀：

數(shù)字風(fēng)速儀是專為各種大型機械設(shè)備研制開發(fā)的大型智能風(fēng)速傳感報警設(shè)備，其內(nèi)部采用了先進數(shù)字風(fēng)速儀的微處理器作為控制核心，外圍采用了先進的數(shù)字通訊技術(shù)。

數(shù)字風(fēng)速儀用于測量瞬時風(fēng)速和平均風(fēng)速，具有自動監(jiān)測、實時顯示、超限報警控制等功能。二、常用測風(fēng)設(shè)備4）數(shù)字風(fēng)速儀：二、常用測風(fēng)設(shè)備5）聲學(xué)風(fēng)速計：

在聲波傳播方向的風(fēng)速分量將改變聲波傳播速度，利用這種特性制作的聲學(xué)風(fēng)速表可用來測量風(fēng)速分量。

聲學(xué)風(fēng)速表至少有兩對感應(yīng)元件，每對包括發(fā)聲器和接收器各一個。使兩個發(fā)聲器的聲波傳播方向相反，如果一組聲波順著風(fēng)速分量傳播，另一組恰好逆風(fēng)傳播，則兩個接收器收到聲脈沖的時間差值將與風(fēng)速分量成正比。如果同時在水平和鉛直方向各裝上兩對元件，就可以分別計算出水平風(fēng)速、風(fēng)向和鉛直風(fēng)速。二、常用測風(fēng)設(shè)備5）聲學(xué)風(fēng)速計：二、常用測風(fēng)設(shè)備（2）風(fēng)速記錄

1）機械式：當風(fēng)速感應(yīng)器旋轉(zhuǎn)時，通過蝸桿帶動蝸輪轉(zhuǎn)動，再通過齒輪系統(tǒng)帶動指針旋轉(zhuǎn)，從刻度盤上直接讀出風(fēng)的行程，除以時間得到平均風(fēng)速。

2）電接式：由風(fēng)杯驅(qū)動的蝸桿，通過齒輪系統(tǒng)連接到一個偏心凸輪上，風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)一定圈數(shù)，凸輪使相當于開關(guān)作用的兩個接點閉合或打開，完成一次接觸，表示一定的風(fēng)程。

3）電機式：風(fēng)速感應(yīng)器驅(qū)動一個小型發(fā)電機中的轉(zhuǎn)子，輸出與風(fēng)速感應(yīng)器轉(zhuǎn)速成正比的交變電流，輸出到風(fēng)速的指示系統(tǒng)。

4）光電式：風(fēng)速旋轉(zhuǎn)軸上裝有一個圓盤，盤上有等距的孔，孔上面有一個紅外光源，正下方有一個光電半導(dǎo)體，風(fēng)杯帶動圓盤轉(zhuǎn)動時，形成光脈沖信號，每一個脈沖信號表示一定的風(fēng)行程。二、常用測風(fēng)設(shè)備（2）風(fēng)速記錄二、常用測風(fēng)設(shè)備（2）風(fēng)速記錄

風(fēng)速大小與風(fēng)速計安裝高度和觀測時間有關(guān)系。世界各國基本上都以10m高度處觀測為依據(jù)，但是取多長時間的平均風(fēng)速不統(tǒng)一，有取1min、2min、10min平均風(fēng)速，有取1h平均風(fēng)速，也有取瞬時風(fēng)速等。

我國氣象站觀測時有3種風(fēng)速，一日4次時2min平均風(fēng)速、自記10min平均風(fēng)速和瞬時風(fēng)速、風(fēng)能資源計算時，都用自記10min平均風(fēng)速。極端風(fēng)速計算時，用最大風(fēng)速（10min平均最大風(fēng)速）或瞬時風(fēng)速。二、常用測風(fēng)設(shè)備（2）風(fēng)速記錄二、常用測風(fēng)設(shè)備2、風(fēng)向標

風(fēng)向標是測量風(fēng)向的常用裝置，有單翼型、雙翼型和流線型。風(fēng)向標一般由尾翼、指向桿，平衡錘及旋轉(zhuǎn)主軸四部分組成的首尾不對稱的平衡裝置。其重心在支撐軸的軸心上，整個風(fēng)向標可以繞垂直軸自由擺動。在風(fēng)的動壓力作用下，取得指向風(fēng)的來向的一個平衡位置，即為風(fēng)向的指示。傳送和指示風(fēng)向所在方位的方法有很多，有電觸點盤、環(huán)形電位、自整角機和光電碼盤四種類型，其中最常用的是碼盤。風(fēng)速儀一般安裝在離地10m的高度上。二、常用測風(fēng)設(shè)備2、風(fēng)向標二、常用測風(fēng)設(shè)備表1-4風(fēng)向標具體參數(shù)輸出類型電流輸出型電壓輸出型RS485型量

程0-360度16個方向供電電壓DC12V~24V輸出信號4-20mA（三線制）1-5V或者0-5V

負載能力≤500Ω≥2KΩ

使用環(huán)境-15℃~+85℃，相對濕度10-90%，非凝結(jié)啟動風(fēng)力≥0.8m/s整體功耗（DC24V）≤0.7W≤0.3W≤0.3W重量≤0.5Kg二、常用測風(fēng)設(shè)備表1-4風(fēng)向標具體參數(shù)輸出類型電流輸出型電二、常用測風(fēng)設(shè)備方位信號輸出類型電壓信號(0-5V)電壓信號(1-5V)電流信號(4-20mA)北5V5V4mA東北偏北0.31V1.25V5mA東北0.63V1.5V6mA東北偏東0.94V1.75V7mA東1.25V2V8mA東南偏東1.56V2.25V9mA東南1.88V2.5V10mA東南偏南2.19V2.75V11mA南2.5V3V12mA西南偏南2.81V3.25V13mA西南3.13V3.5V14mA西南偏西3.44V3.75V15mA西3.75V4V16mA西北偏西4.06V4.25V17mA西北4.38V4.5V18mA西北偏北4.69V4.75V19mA表1-5風(fēng)向標信號輸出類型表二、常用測風(fēng)設(shè)備方位信號輸出類型電壓信號(0-5V)電壓信二、常用測風(fēng)設(shè)備

a）電壓電流型輸出接口b）RS485型輸出結(jié)構(gòu)圖1-15風(fēng)向標輸出接口圖二、常用測風(fēng)設(shè)備a）電壓電流型輸出接口三、風(fēng)速風(fēng)向儀使用PROFESSIONAL-IX型機械式風(fēng)速風(fēng)向儀三、風(fēng)速風(fēng)向儀使用PROFESSIONAL-IX型機械式風(fēng)速三、風(fēng)速風(fēng)向儀使用PROFESSIONAL-IX型機械式風(fēng)速風(fēng)向儀項目風(fēng)速儀風(fēng)向標測量范圍0.4...50m/s0...360°精確度±2%FS（風(fēng)速范圍0.4…50m/s）±1°分辨率<0.1m/s<1°啟動風(fēng)速0.4m/s0.4m/s輸出0...10VDC=0.4...50m/s0...10VDC=0...360°防護等級IP65IP65供電24VDC(20...28VDC)24VDC(20...28VDC)加熱方式通體加熱max.125W通體加熱max.125W加熱電源24VDC5.5A與供電電源分開，獨立電源24VDC5.5A與供電電源分開，獨立電源工作溫度-40...+70°C-40...+70°C儲存溫度-40...+70°C-40...+70°C殼體材質(zhì)重防腐雙重陽極處理鋁合金重防腐雙重陽極處理鋁合金測量部件材質(zhì)轉(zhuǎn)杯:雙重陽極處理鋁鎂合金風(fēng)標:雙重陽極處理鋁鎂合金最大相對濕度100%100%浪涌保護有,不會損壞有,不會損壞靜電保護有,不會損壞有,不會損壞容錯保護接錯線傳感器不會損壞*接錯線傳感器不會損壞*電纜總長度/m12米12米凈重/kg0.8Kg0.8Kg三、風(fēng)速風(fēng)向儀使用PROFESSIONAL-IX型機械式風(fēng)速三、風(fēng)速風(fēng)向儀使用二、內(nèi)部連接及布局風(fēng)速計傳感器信號線：1、棕色：傳感器信號電源正極；2、白色：傳感器信號電源負極；3：藍色：傳感器信號輸出正極；4、黑色：傳感器信號輸出負極。風(fēng)速計加熱器電源線：1、棕色：加熱器電源正極；2、藍色：加熱器電源負極。三、風(fēng)速風(fēng)向儀使用二、內(nèi)部連接及布局三、風(fēng)速風(fēng)向儀使用二、內(nèi)部連接及布局風(fēng)向標傳感器信號線：1、棕色：傳感器信號電源正極；2、白色：傳感器信號電源負極；3：藍色：傳感器信號輸出正極；4、黑色：傳感器信號輸出負極。風(fēng)向標風(fēng)速計加熱器電源線：1、棕色：加熱器電源正極；2、藍色：加熱器電源負極。三、風(fēng)速風(fēng)向儀使用二、內(nèi)部連接及布局三、風(fēng)速風(fēng)向儀使用三、設(shè)備使用1、風(fēng)向標標定

在風(fēng)向標安裝完畢以后，必須設(shè)定其指北。

找到風(fēng)向標上的N標志，然后使其指向地理為止的正北；

找到風(fēng)標，然后轉(zhuǎn)動他直至風(fēng)向標上標明N標志的位置，然后用膠帶固定住。

當風(fēng)標已經(jīng)按照此方法固定住以后，就可以通過在中軸線上轉(zhuǎn)動風(fēng)標來找到參照點，這時必須轉(zhuǎn)動風(fēng)向標外殼知道風(fēng)標后端的小鐵托指向正北方向的參照點。整個指北過程完成。

如果因為當?shù)氐匦位蚱渌驘o法找到參照點，則可以使用南作為參照點。這是就必須保證在風(fēng)向標的N標志不是指向參照點，而是參照點的反方向。三、風(fēng)速風(fēng)向儀使用三、設(shè)備使用三、風(fēng)速風(fēng)向儀使用2、電氣連接PROFESSIONAL-IX風(fēng)速儀風(fēng)向標通過一根15米電纜連接到風(fēng)機控制系統(tǒng)上；電纜必須要用必要的工裝固定住，因為不固定的安裝會極大的降低線纜的強度（在固定安裝的情況下，線纜能耐零下40度的低溫，但是不固定情況下最低只能下降在零下20度左右），建議在固定時從風(fēng)速儀風(fēng)向標本體向下放置線纜時留一個較大的弧線，以保證今后拆線纜時能方便些。

注意：為了保證不被電磁感應(yīng)影響到測試精度，風(fēng)速儀風(fēng)向標必須接地，并且從兩面進行屏蔽。而且請確保電纜在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)側(cè)是受防潮保護的?？傮w來說，帶有為了放置抄起進入終端控制盒的橡膠接頭的Pg插孔可以提供足夠的防護。三、風(fēng)速風(fēng)向儀使用2、電氣連接三、風(fēng)速風(fēng)向儀使用3、加熱

傳感器內(nèi)部帶有自動控制的溫度傳感器。當外部溫度低于3°時，加熱開關(guān)開啟，開始加熱。當外部溫度高于5°時，加熱開關(guān)關(guān)閉，停止加熱。加熱器設(shè)備的功率是125瓦，其中傳感器頂部，風(fēng)標風(fēng)杯的載體一整塊金屬箔片本身也是加熱器。所以能確保在極低的溫度下，風(fēng)速儀風(fēng)向標都能夠正常工作。

特別注意：由于加熱器功率較大，所以其供電電源要與傳感器自身的供電電源分開，需要一個獨立的24V，5.5A的電源模塊來給其供電。加熱器的電源線纜是從傳感器的側(cè)面引出來的獨立的線。三、風(fēng)速風(fēng)向儀使用3、加熱任務(wù)3風(fēng)資源測量與評估風(fēng)能資源評估方法1風(fēng)資源測評程序2風(fēng)能可利用區(qū)劃分3任務(wù)3風(fēng)能資源評估方法1風(fēng)資源測評程序2風(fēng)能可利用區(qū)劃分3一、風(fēng)能資源評估方法風(fēng)能資源評估方法

風(fēng)能資源評估方法可分為統(tǒng)計分析法和數(shù)值模擬法兩類，其中統(tǒng)計分析法又可分為基于氣象站歷史觀測資料的統(tǒng)計分析法和基于測風(fēng)塔觀測資料的統(tǒng)計分析方法兩種。

在一個給定的地區(qū)內(nèi)調(diào)查風(fēng)能資源時，可以劃分為三種基本的風(fēng)能資源評估的規(guī)?；螂A段：區(qū)域的初步識別、區(qū)域風(fēng)能資源估計和微觀選址。

1）區(qū)域的初步識別

這個過程是從一個相對大的區(qū)域中篩選合適的風(fēng)能資源區(qū)域，篩選是基于氣象站測風(fēng)資料、地貌、被風(fēng)吹得傾向一側(cè)的樹木和其它標志物等。在這個階段可以選擇新的測風(fēng)位置。一、風(fēng)能資源評估方法風(fēng)能資源評估方法一、風(fēng)能資源評估方法2）區(qū)域風(fēng)能資源估計

這個階段要采用測風(fēng)計劃以表征一個指定區(qū)域或一組區(qū)域的風(fēng)能資源，這些區(qū)域已經(jīng)考慮要發(fā)展風(fēng)電。在這個規(guī)模上測風(fēng)最基本的目標是：

①確定和驗證該區(qū)域內(nèi)是否存在充足的風(fēng)能資源，以支持進一步的具體場址調(diào)查；

②比較各區(qū)域以辨別相對發(fā)展?jié)摿Γ?/p>

③獲得代表性資料來估計選擇的風(fēng)電機組的性能及經(jīng)濟性；

④篩選潛在的風(fēng)電機組安裝場址。3）微觀選址

用來為一臺或更多風(fēng)電機組定位，以使風(fēng)電場的全部電力輸出最大，風(fēng)電機組排布最佳。一、風(fēng)能資源評估方法2）區(qū)域風(fēng)能資源估計二、風(fēng)資源測評程序二、風(fēng)資源測評程序二、風(fēng)資源測評程序二、風(fēng)資源測評程序二、風(fēng)資源測評程序2）測風(fēng)步驟

現(xiàn)場測風(fēng)的目的是獲取準確的風(fēng)電場選址區(qū)的風(fēng)況數(shù)據(jù)，要求數(shù)據(jù)具有代表性、準確性和完整性。因此應(yīng)制定嚴格的測風(fēng)計劃和步驟。

①制定測風(fēng)原則

為了能夠確定在各種時間和空間條件下風(fēng)能變化的特性，需要測量風(fēng)速、風(fēng)向和湍流特性，測風(fēng)時間應(yīng)連續(xù)至少一年以上，連續(xù)漏測時間不應(yīng)大于全年的1%，有效數(shù)據(jù)不能少于全部測風(fēng)時間的90%。

②測風(fēng)設(shè)備選定

選用精度高、性能好、功耗低的自動測風(fēng)設(shè)備，并具有抗自然災(zāi)害和人為破壞、保護數(shù)據(jù)安全準確的功能。

二、風(fēng)資源測評程序2）測風(fēng)步驟二、風(fēng)資源測評程序③確定測風(fēng)方案

測風(fēng)方案依測風(fēng)的目的分為短期臨時測風(fēng)和長期測風(fēng)方案。對于復(fù)雜地形，需增設(shè)測風(fēng)塔及測風(fēng)設(shè)備，應(yīng)視現(xiàn)場具體情況而定。④測風(fēng)位置確定

測風(fēng)應(yīng)在空曠的開闊地進行，盡量遠離高大樹木和建筑物，充分考慮地形和障礙物的影響。⑤測風(fēng)數(shù)據(jù)文件的記錄

記錄內(nèi)容應(yīng)包括數(shù)據(jù)文件名稱、采集開始和結(jié)束時間、測風(fēng)塔編號、海拔及經(jīng)緯度等。⑥測風(fēng)數(shù)據(jù)的提取、存儲和保存

數(shù)據(jù)存儲至少備份2份保存歸檔，分別存放在安全地方。二、風(fēng)資源測評程序③確定測風(fēng)方案三、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分三、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分

風(fēng)功率密度蘊含著風(fēng)速、風(fēng)速頻率分布和空氣密度的影響，是衡量風(fēng)能資源的綜合指標。風(fēng)功率密度等級是在“風(fēng)電場風(fēng)能資源評估方法”中給出了7個級別。風(fēng)功率密度等級10m高度30m高度50m高度應(yīng)用于并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)功率密度（W/m2）年平均風(fēng)速參考值（m/s）風(fēng)功率密度（W/m2）年平均風(fēng)速參考值（m/s）風(fēng)功率密度（W/m2）年平均風(fēng)速參考值（m/s）1<1004.4<1605.1<1005.6

2100~1505.1160~2405.9100~1506.4

3150~2005.6240~3206.5150~2007.0較好4200~2506.0320~4007.0200~2507.5好5250~3006.4400~4807.4250~3008.0很好6300~4007.0480~6408.2300~4008.8很好7400~10009.4640~160011.0400~100011.9很好三、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分三、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分風(fēng)功率密度等級1三、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分測風(fēng)塔三、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分測風(fēng)塔三、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分我國風(fēng)能區(qū)域等級劃分的標準是：1）風(fēng)資源豐富區(qū)：

年有效風(fēng)功率密度大于200W/m2，3~20m/s風(fēng)速的年累積小時數(shù)大于5000h，年平均風(fēng)速大于6m/s；2）風(fēng)資源次豐富區(qū)：

年有效風(fēng)功率密度大于200~150W/m2，3~20m/s風(fēng)速的年累積小時數(shù)大于5000h~4000h，年平均風(fēng)速在5.5m/s左右；3）風(fēng)資源可利用區(qū)：

年有效風(fēng)功率密度大于150~100W/m2，3~20m/s風(fēng)速的年累積小時數(shù)大于4000h~2000h，年平均風(fēng)速在5m/s左右；4）風(fēng)資源貧乏區(qū)：

年有效風(fēng)功率密度小于100W/m2，3~20m/s風(fēng)速的年累積小時數(shù)小于2000h，年平均風(fēng)速小于5m/s。三、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分我國風(fēng)能區(qū)域等級劃分的標準是：三、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分風(fēng)資源豐富區(qū)和較豐富區(qū)，具有較好的風(fēng)能資源，是理想的風(fēng)電場建設(shè)區(qū)；風(fēng)能資源可利用區(qū)，有效風(fēng)功率密度較低，這對電能緊缺地區(qū)還是有相當?shù)睦脙r值。實際上較低的年有效風(fēng)功率密度也只是對宏觀的大區(qū)域而言，而在大區(qū)域內(nèi)，由于地形有可能存在局部的小區(qū)域大風(fēng)區(qū)，因此應(yīng)具體問題具體分析，通過對這種地區(qū)進行精確的風(fēng)能資源測量，詳細地分析實際情況，選出最佳區(qū)域建設(shè)風(fēng)電場。風(fēng)資源貧乏區(qū)，風(fēng)功率密度很低，對大型并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組一般無利用價值。三、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分風(fēng)資源豐富區(qū)和較豐富區(qū)，具有較好的風(fēng)能三、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分圖1-9

中國風(fēng)能分布三、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分圖1-9

中國風(fēng)能分布三、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分圖1-10

年平均風(fēng)功率密度分布圖1-10

年平均風(fēng)功率密度分布三、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分圖1-10

年平均風(fēng)功率密度分布圖1三、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分圖1-11

全國平均風(fēng)速分布圖三、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分圖1-11

全國平均風(fēng)速分布圖三、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分圖1-12

中國全年風(fēng)速大于3m/s小時數(shù)分布圖三、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分圖1-12

中國全年風(fēng)速大于3m/s小四、風(fēng)電場相關(guān)標準及報告舉例風(fēng)電場相關(guān)標準及報告舉例GB/T18710-2002風(fēng)電場風(fēng)能資源評估方法風(fēng)電場工程設(shè)計導(dǎo)則(中國華電)大唐新能源昔陽西寨風(fēng)電場工程選址研究報告四、風(fēng)電場相關(guān)標準及報告舉例項目一風(fēng)能資源測量與評估課件我們正年輕，讓努力變成常態(tài)，用逆襲創(chuàng)造傳奇。變革?創(chuàng)新?共贏我們正年輕，讓努力變成常態(tài)，用逆襲創(chuàng)造傳奇。變革?創(chuàng)新項目一風(fēng)能資源測量與評估山東職業(yè)學(xué)院機電裝備系新能源應(yīng)用技術(shù)教研室

《風(fēng)力發(fā)電技術(shù)》

主講教師：張為賓項目一風(fēng)能資源測量與評估山東職業(yè)學(xué)院機電裝備系《風(fēng)力發(fā)電1風(fēng)的形成3風(fēng)資源測量與評估2風(fēng)的特征及測量主要內(nèi)容1風(fēng)的形成3風(fēng)資源測量與評估2風(fēng)的特征及測量主要內(nèi)容任務(wù)1風(fēng)的形成新能源介紹1風(fēng)的特點2風(fēng)的形成3任務(wù)1新能源介紹1風(fēng)的特點2風(fēng)的形成3一、新能源介紹指技術(shù)成熟且已被大規(guī)模利用的能源，如煤炭、石油、天然氣以及大中型水電都被看作常規(guī)能源。常規(guī)能源——指尚未大規(guī)模利用、正在積極研究開發(fā)的能源。相對于傳統(tǒng)能源，新能源具有污染少、儲量大，前景廣闊的特點。新能源——風(fēng)能太陽能核能生物質(zhì)能地?zé)崮芎Ｑ竽軞淠苄履茉匆弧⑿履茉唇榻B指技術(shù)成熟且已被大規(guī)模利用的能源，如煤炭、石油一、新能源介紹風(fēng)能利用一、新能源介紹風(fēng)能利用二、風(fēng)的特點風(fēng)的特點1、風(fēng)的變化性和不穩(wěn)定性。

由于氣候、時間及地理環(huán)境的影響，風(fēng)的大小及方向都在瞬時變化著。風(fēng)的不穩(wěn)定性，使我們對風(fēng)能利用是將會有很多問題需要解決。2、風(fēng)力大小隨海拔的升高而增大。

其根本原因是，隨著海拔的升高地球表面與空氣摩擦阻力的影響越來越小。3、空氣的密度隨海拔的升高而減小。

雖然海拔高出風(fēng)比較大，但是由于空氣密度小，風(fēng)能量并不大。二、風(fēng)的特點風(fēng)的特點二、風(fēng)的特點

二、風(fēng)的特點

二、風(fēng)的特點2）平流層從對流層頂?shù)郊s50km的大氣層為平流層。在平流層下層，即30—35knl以下，溫度隨高度降低變化較小，氣溫趨于穩(wěn)定，所以又稱同溫層。在30—35km以上，溫度隨高度升高而升高。特點：一是空氣沒有對流運動；二是空氣比下層稀薄得多，水汽、塵埃的含量甚微，很少出現(xiàn)天氣現(xiàn)象；三是在高約15—35km范圍內(nèi)，有厚約20km的—層臭氧層，因臭氧具有吸收太陽光短波紫外線的能力，故使平流層的溫度升高。二、風(fēng)的特點2）平流層二、風(fēng)的特點3）中間層從平流層頂?shù)?0km高度稱為中間層。這一層空氣更為稀薄，溫度隨高度增加而降低。4）熱層從80km到約500km稱為熱層。這一層溫度隨高度增加而迅速增加，層內(nèi)溫度很高，晝夜變化很大，熱層下部尚有少量的水分存在，因此偶爾會出現(xiàn)銀白并微帶青色的夜光云。二、風(fēng)的特點3）中間層二、風(fēng)的特點5）逃逸層

熱層以上的大氣層稱為逃逸層。逃逸層空氣極為稀薄，其密度幾乎與太空密度相同，故又常稱為外大氣層。由于空氣受地心引力極小，氣體及微?？梢詮倪@層飛出地球致力場進入太空。逃逸層是地球大氣的最外層。逃逸層的溫度隨高度增加而略有增加。二、風(fēng)的特點5）逃逸層三、風(fēng)的形成風(fēng)的形成

大氣的流動像水流一樣，從壓力高處向壓力低處流動，氣壓差越大，風(fēng)也就越大。太陽能正是形成大氣壓差的原因。由于地球自轉(zhuǎn)軸與太陽的共轉(zhuǎn)軸存在66.5°的夾角，因此對地球上的不同地點，太陽照射的角度是不同的，而且對同一地點1年中這個角度也是變化的。地球上某處所接受的太陽輻射能與該地點太陽照射角的正弦成正比。三、風(fēng)的形成風(fēng)的形成三、風(fēng)的形成三、風(fēng)的形成三、風(fēng)的形成1、氣壓梯度力

由于高低緯度之間的溫度差異，造成了南北向之間的氣壓梯度，由于氣壓梯度引起的力就叫氣壓梯度力。在氣壓梯度力的作用下，使空氣做水平運動，并沿垂直于等壓線的方向由高壓向低壓吹。在赤道和低緯度地區(qū)，太陽高度角大，日照時間長，太陽輻射強度大，地面和大氣接受熱量多，溫度較高；高緯度地區(qū)，太陽高度角小，日照時間短，太陽輻射強度小，地面和大氣接受熱量少，溫度低。三、風(fēng)的形成1、氣壓梯度力三、風(fēng)的形成2、地轉(zhuǎn)偏向力

地球自轉(zhuǎn)使空氣運動發(fā)生偏向力，這種力稱為“地轉(zhuǎn)偏向力”。在赤道附近，地轉(zhuǎn)偏向力為零，隨著緯度的增加而增大，在極地達到最大。

在這種力的作用下，

北半球氣流向右偏轉(zhuǎn)，

南半球氣流向左偏轉(zhuǎn)。三、風(fēng)的形成2、地轉(zhuǎn)偏向力三、風(fēng)的形成3、大氣環(huán)流

在地球上由于地球表面受熱不均，引起大氣層中空氣壓力不均衡，因此形成地面與高空的大氣環(huán)流。這種環(huán)流在地球自轉(zhuǎn)偏向力的作用下，形成了赤道到緯度30°N環(huán)流圈（哈德來環(huán)流）、緯度30°~60°N環(huán)流圈和緯度60°~90°N環(huán)流圈，這便是著名的“三圈環(huán)流”。三、風(fēng)的形成3、大氣環(huán)流三、風(fēng)的形成1）緯度30°N環(huán)流圈

在赤道附近，空氣受熱膨脹上升，造成赤道上空氣壓升高，空氣向極地方向流動。

以北半球為例，由于赤道附近地轉(zhuǎn)偏向力很小，空氣基本受氣壓梯度力影響，因此赤道上空的空氣由南向北流動。隨著緯度的增加，地轉(zhuǎn)偏向力逐漸加大，空氣運動向右偏轉(zhuǎn)。在緯度30°附近，偏角到達90°，地轉(zhuǎn)偏向力與氣壓梯度力相當，空氣運動方向與緯圈平行，所以在緯度30°附近上空，赤道來的氣流受到阻塞而聚積，氣流下沉，形成這一地區(qū)地面氣壓升高，就是所謂的“副熱帶高壓”。三、風(fēng)的形成1）緯度30°N環(huán)流圈三、風(fēng)的形成1）緯度30°N環(huán)流圈

副熱帶高壓下沉氣流分為兩支，一支從副熱帶高壓向南流動，指向赤道。在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下，北半球吹東北風(fēng)，風(fēng)速穩(wěn)定且不大，約3~4級，這是所謂的信風(fēng)，所以在南北緯30°之間的地帶稱為信風(fēng)帶。這一支氣流補充了赤道上升氣流，構(gòu)成了一個閉合的環(huán)流圈，稱此為哈德來環(huán)流，也叫做正環(huán)流圈。此環(huán)流圈南面上升，北面下沉。三、風(fēng)的形成1）緯度30°N環(huán)流圈三、風(fēng)的形成2）緯度30°~60°N環(huán)流圈

副熱帶高壓下沉氣流的另一支從副熱帶高壓向北流動的氣流，在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下，北半球吹西風(fēng)，且風(fēng)速較大，這就是所謂的西風(fēng)帶。在60°N附近處，西風(fēng)帶遇到了由極地向南流來的冷空氣，被迫沿冷空氣上面爬升，在60°N地面出現(xiàn)一個副極地低壓帶。三、風(fēng)的形成2）緯度30°~60°N環(huán)流圈三、風(fēng)的形成2）緯度30°~60°N環(huán)流圈

副極地低壓帶的上升氣流，到了高空又分成兩股，一股向南，一股向北。向南的一股氣流在副熱帶地區(qū)下沉，構(gòu)成一個中緯度閉合圈，正好與哈德來環(huán)流流向相反，此環(huán)流圈北面上升、南面下沉，所以叫反環(huán)流圈，也稱費雷爾環(huán)流圈；三、風(fēng)的形成2）緯度30°~60°N環(huán)流圈三、風(fēng)的形成3）緯度60°~90°N環(huán)流圈

副極地低壓帶的上升氣流的向北氣流，從上升到達極地后冷卻下沉，形成極地高壓帶，這股氣流補償了地面流向副極地帶的氣流，而且形成了一個閉合圈，此環(huán)流圈南面上升、北面下沉與哈德來環(huán)流流向類似的環(huán)流圈，因此也叫正環(huán)流。在北半球，此氣流由北向南，受地轉(zhuǎn)偏向力的作用，吹偏東風(fēng)，在60°~90°之間，形成了極地東風(fēng)帶。三、風(fēng)的形成3）緯度60°~90°N環(huán)流圈三、風(fēng)的形成4、季風(fēng)環(huán)流

在一個大范圍地區(qū)內(nèi)，它的盛行風(fēng)向或氣壓系統(tǒng)有明顯的季節(jié)變化，這種在1年內(nèi)隨著季節(jié)不同，有規(guī)律轉(zhuǎn)變風(fēng)向的風(fēng)，稱為“季風(fēng)”。季風(fēng)盛行地區(qū)的氣候又稱季風(fēng)氣候。圖1-3海陸熱力差異引起季風(fēng)示意圖a)冬季b)夏季三、風(fēng)的形成4、季風(fēng)環(huán)流圖1-3海陸熱力差異引起季風(fēng)示意圖三、風(fēng)的形成冬季，陸地比海洋冷，大陸氣壓高于海洋，氣壓梯度力自大陸指向海洋，風(fēng)從大陸吹向海洋；夏季則相反，陸地很快變暖，海洋相對較冷，陸地氣壓低于海洋，氣壓梯度力由海洋指向大陸。圖1-3海陸熱力差異引起季風(fēng)示意圖a)冬季b)夏季三、風(fēng)的形成冬季，陸地比海洋冷，大陸氣壓高于海洋，氣壓梯度力三、風(fēng)的形成5、局地環(huán)流1）海陸風(fēng)

由于海陸物理屬性的差異，造成海陸受熱不均。a）海風(fēng)

白天陸上溫升較海洋快，空氣上升，而海洋上空氣溫度相對較低，使地面有風(fēng)白海洋吹向大陸，補充大陸地區(qū)上升氣流。而陸上的上升氣流流向海洋上空而下沉，補充海上吹向大陸氣流。這種白天風(fēng)從海洋吹向大陸稱海風(fēng)。三、風(fēng)的形成5、局地環(huán)流三、風(fēng)的形成b）陸風(fēng)

夜間環(huán)流的方向正好相反，所以風(fēng)從陸地吹向海洋。夜間風(fēng)從陸地吹向海洋稱陸風(fēng)。三、風(fēng)的形成b）陸風(fēng)三、風(fēng)的形成2）山谷風(fēng)

a）谷風(fēng)

白天，山坡接受太陽光熱較多，空氣增溫較多；而山谷上空的空氣因離地較遠，增溫較少，于是山坡上的暖空氣不斷上升，并從山坡上空流向谷地上空，谷底的空氣則沿山坡向山頂補充，這樣便在山坡與山谷之間形成一個熱力環(huán)流。下層風(fēng)由谷底吹向山坡，稱為谷風(fēng)。三、風(fēng)的形成2）山谷風(fēng)三、風(fēng)的形成2）山谷風(fēng)b）山風(fēng)

夜間，山坡上的空氣，受山坡輻射冷卻影響，空氣降溫較多，而谷地上空，同高度的空氣因離地面較遠，降溫較少。于是山坡上的冷空氣因密度大，順山坡流入谷地，谷底的空氣因匯合而上升，并從上面向山頂上空流去，形成與白天相反的熱力環(huán)流。下層風(fēng)由山坡吹向谷地，稱為山風(fēng)。三、風(fēng)的形成2）山谷風(fēng)任務(wù)2風(fēng)的特征及測量風(fēng)的基本特征1常用測風(fēng)設(shè)備2風(fēng)速風(fēng)向儀使用3任務(wù)2風(fēng)的基本特征1常用測風(fēng)設(shè)備2風(fēng)速風(fēng)向儀使用3一、風(fēng)的基本特征1、風(fēng)速

風(fēng)的大小常用風(fēng)的速度來衡量，風(fēng)速是單位時間內(nèi)空氣在水平方向上移動的距離，常用m/s、km/h、mile/h等來表示。

專門測量風(fēng)速的儀器有旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速計、散熱式風(fēng)速計和聲學(xué)風(fēng)速計等。

風(fēng)速儀安裝高度不同，所得到的風(fēng)速結(jié)構(gòu)也不同，它隨高度升高而增強，通常測風(fēng)高度為10m。旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速計散熱式風(fēng)速計聲學(xué)風(fēng)速計一、風(fēng)的基本特征1、風(fēng)速旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速計散熱式風(fēng)速計聲學(xué)風(fēng)速計一、風(fēng)的基本特征1）瞬時風(fēng)速、平均風(fēng)速

瞬時風(fēng)速——在某一瞬間測得風(fēng)速為瞬時風(fēng)速；

平均風(fēng)速——在某一段時間內(nèi)，瞬時風(fēng)速的算術(shù)平均值，風(fēng)速儀測得的風(fēng)速是平均風(fēng)速。

我們將年平均風(fēng)速作為評價一個風(fēng)場開發(fā)利用價值的重要指標，一般由當?shù)貧庀笈_站的歷年觀測統(tǒng)計數(shù)據(jù)給出。

風(fēng)力發(fā)電機輪轂中心高度處的最小年平均風(fēng)速，是判斷一個風(fēng)電場開發(fā)是否經(jīng)濟的標準。以目前能源價格和上網(wǎng)電價為參照物，當年平均風(fēng)速大于5m/s時，風(fēng)能的開發(fā)才有經(jīng)濟價值。一、風(fēng)的基本特征1）瞬時風(fēng)速、平均風(fēng)速一、風(fēng)的基本特征2）風(fēng)速頻率、風(fēng)速變幅

風(fēng)速頻率——在一定的時間內(nèi)，相同風(fēng)速出現(xiàn)的時數(shù)占測量總時數(shù)的百分比。

風(fēng)速變幅——在求得平均風(fēng)速的限定時間內(nèi)，最大風(fēng)速與最小風(fēng)速之差。

對風(fēng)能利用來說，既希望平均風(fēng)速較高，又希望風(fēng)速變幅越小越好，以保證風(fēng)力發(fā)電機平穩(wěn)運行和便于控制。一、風(fēng)的基本特征2）風(fēng)速頻率、風(fēng)速變幅一、風(fēng)的基本特征3）啟動風(fēng)速、切除風(fēng)速、有效風(fēng)速

啟動風(fēng)速——可使風(fēng)力發(fā)電機啟動運行的風(fēng)速稱為啟動風(fēng)速；風(fēng)力發(fā)電機常取3m/s為啟動風(fēng)速。

切除風(fēng)速——風(fēng)力發(fā)電機超速運行的上限風(fēng)速稱為切除風(fēng)速，大于切除風(fēng)速時，風(fēng)力發(fā)電機必須停轉(zhuǎn)，否則將有超速運轉(zhuǎn)而損壞的危險。風(fēng)力發(fā)電機常取25m/s為切除風(fēng)速。

有效風(fēng)速——風(fēng)力發(fā)電機常取3~25m/s的風(fēng)速稱為有效風(fēng)速，據(jù)此計算出來的風(fēng)速頻率和風(fēng)能稱為有效風(fēng)頻和有效風(fēng)能。

年平均風(fēng)速大于3m/s的年小時數(shù)決定了風(fēng)力發(fā)電機的工作效率及經(jīng)濟性，表明風(fēng)電場在一年內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機可以起動工作的小時數(shù)。一、風(fēng)的基本特征3）啟動風(fēng)速、切除風(fēng)速、有效風(fēng)速一、風(fēng)的基本特征4）參考風(fēng)速和極限風(fēng)速

參考風(fēng)速——定義為50年一遇的、在輪轂高度處能持續(xù)10min的陣風(fēng)平均風(fēng)速。

極限風(fēng)速——定義為1.4倍的參考風(fēng)速。極限風(fēng)速決定了風(fēng)力發(fā)電機設(shè)計時的強度和剛度指標。

風(fēng)力發(fā)電機要想安全地工作，風(fēng)力發(fā)電機組及其零部件就必須保證在瞬時最大風(fēng)速時不會損壞。一、風(fēng)的基本特征4）參考風(fēng)速和極限風(fēng)速一、風(fēng)的基本特征5）影響風(fēng)速的主要因素a、垂直高度

從空氣運動角度，通常將1km以下的大氣層分為三個區(qū)域：

離地面2m以內(nèi)的區(qū)域稱為底層；

2~100m的區(qū)域稱為下部摩擦層，二者總稱為地面境界層；

從100~1000m區(qū)域稱為上部摩擦層，以上三個區(qū)域總稱為摩擦層；

摩擦層之上稱為自由大氣。

在地面境界層內(nèi)，空氣運動因受流黏性和地面摩擦的影響，風(fēng)向大體一致，而風(fēng)速則隨著垂直高度的增加而增大。一、風(fēng)的基本特征5）影響風(fēng)速的主要因素一、風(fēng)的基本特征不同地形平坦地面的平均風(fēng)速（m/s）3~56~8山間盆地0.95~0.850.85~0.80彎曲的河谷底0.80~0.700.70~0.60山背風(fēng)坡0.90~0.800.80~0.70山迎風(fēng)坡1.10~1.201.10峽谷口或山口1.30~1.401.20b、地形地貌表1-1不同地形與平坦地面的風(fēng)速比值相對高度/m501002003005007001000比值1.381.501.601.701.801.841.90表1-2山頂與山麓的風(fēng)速比值一、風(fēng)的基本特征不同地形平坦地面的平均風(fēng)速（m/s）3~56一、風(fēng)的基本特征c、地理位置

由于陸地表面和海面對風(fēng)的摩擦阻力不同，造成了海面上的風(fēng)速比岸上的風(fēng)速大，沿海的風(fēng)速比內(nèi)陸的風(fēng)速大。d、障礙物

風(fēng)流經(jīng)障礙物時，會在其后面產(chǎn)生不規(guī)則的渦流，致使流速降低，這種渦流隨著遠離障礙物而逐漸消失。

當距離大于障礙物高度10倍以上時，渦流可完全消失，所以在障礙物下設(shè)置風(fēng)力發(fā)電機時，應(yīng)遠離其高度10倍以上。一、風(fēng)的基本特征c、地理位置一、風(fēng)的基本特征

一、風(fēng)的基本特征

一、風(fēng)的基本特征等級名稱相當于平地10米高處的風(fēng)速陸上地物征象海面和漁船征象海面浪高（m）風(fēng)壓（10N/m2）m/skm/h一般最高0無風(fēng)0.0-0.2＜1靜，煙直上。海面平靜。--0-0.00251軟風(fēng)0.3-1.51-5煙能表示風(fēng)向，但風(fēng)向標不能轉(zhuǎn)動。微波如魚鱗狀，沒有浪花。一艘漁船正好能使舵。0.10.10.0056-0.0142輕風(fēng)1.6-3.36-11人面感覺有風(fēng)，樹葉微響，風(fēng)向標能轉(zhuǎn)動。小波，波長尚短，但波形顯著，波峰呈玻璃色但不破裂。漁船張帆時，可隨風(fēng)移動每小時1～2海里。0.20.30.016-0.683微風(fēng)3.4-5.412-19樹葉和微枝搖動不息，旌旗展開。小波加大，波峰開始破裂；浪沫光亮，有時可有散見的白浪花。漁船開始簸動，張帆隨風(fēng)移動每小時3～4海里。0.61.00.72-1.824和風(fēng)5.5-7.920-28能吹起地面灰塵和紙張，樹的小枝搖動。小浪，波長變長；白浪成群出現(xiàn)。漁船滿帆時，可使船身傾于一側(cè)。1.01.51.89-3.95清勁風(fēng)8.0-10.729-38有葉的小樹搖擺，內(nèi)陸的水面有小波。中浪，具有較顯著的長波形狀；許多白浪形成（偶有飛沫）。漁船需縮帆一部分。2.02.54-7.166強風(fēng)10.8-13.839-49大樹枝搖動，電線呼呼有聲，張傘困難。輕度大浪開始形成；到處都有更大的白沫峰（有時有些飛沫）。漁船縮帆大部分，并注意風(fēng)險。3.04.07.29-11.9表1-3風(fēng)級、風(fēng)速和征象對照表一、風(fēng)的基本特征等級名稱相當于平地10米高處的風(fēng)速陸上地物征一、風(fēng)的基本特征等級名稱相當于平地10米高處的風(fēng)速陸上地物征象海面和漁船征象海面浪高（m）風(fēng)壓（10N/m2）m/skm/h一般最高7疾風(fēng)13.9-17.150-61全樹搖動，迎風(fēng)步行感到不便。輕度大浪，碎浪成白沫沿風(fēng)向呈條狀。漁船不再出港，在海者下錨。4.05.512.08-18.288大風(fēng)17.2-20.762-74折毀微枝，迎風(fēng)步行感到阻力甚大。有中度的大浪，波長較長，波峰邊緣開始破碎成飛沫片；白沫沿風(fēng)向呈明顯的條帶。所有近海漁船都要靠港，停留不出。5.57.518.49-26.789烈風(fēng)20.8-24.475-88建筑物有小損（煙囪頂蓋和平瓦移動）?？窭?，沿風(fēng)向白沫呈濃密的條帶狀，波峰開始翻滾，飛沫可影響能見度。機帆船航行困難。7.010.027.04-37.2110狂風(fēng)24.5-28.489-102陸上少見，見時可使樹木拔起，建筑物損壞較重。狂濤，波峰長而翻卷；白沫成片出現(xiàn)，沿風(fēng)向呈白色濃密條帶；整個海面呈白色；海面顛簸加大，有震動感，能見度受影響。機帆船航行頗危險。9.012.537.52-50.4111暴風(fēng)28.5-32.6103-117陸上很少見，有則必有廣泛損壞。異?？駶ㄖ行〈豢梢粫r隱沒在浪后）；海面完全被沿風(fēng)向吹出的白沫片所掩蓋；波浪到處破成泡沫；能見度受影響。機帆船遇之極危險。11.516.050.77-66.4212颶風(fēng)32.7-36.9118-133陸上絕少見，摧毀力極大?？諝庵谐錆M白色的浪花和飛沫；海面完全變白，能見度嚴重地受到影響。14.0—

66.42-85.113

37.0-41.4134-149

14

41.5-46.1150-166

15

46.2-50.9167-183

16

51.0-56.0184-201

17

56.1-61.2202-220

18

≥61.3≥221

表1-3風(fēng)級、風(fēng)速和征象對照表一、風(fēng)的基本特征等級名稱相當于平地10米高處的風(fēng)速陸上地物征一、風(fēng)的基本特征一、風(fēng)的基本特征一、風(fēng)的基本特征一、風(fēng)的基本特征一、風(fēng)的基本特征3、風(fēng)向

風(fēng)向是指風(fēng)吹來的方向，如果風(fēng)從東面吹來，則稱為東風(fēng)。觀測陸地上的風(fēng)向一般采用16個方位（海上的風(fēng)向通常采用32個方位），即以正北為零，順時針沒轉(zhuǎn)過22.5°為一個方位，如圖1-7所示。靜風(fēng)記為C。一、風(fēng)的基本特征3、風(fēng)向一、風(fēng)的基本特征3、風(fēng)向

風(fēng)玫瑰圖——各種風(fēng)向出現(xiàn)頻率常用風(fēng)玫瑰圖來表示。風(fēng)玫瑰圖是在極坐標圖上，點出某年或某月各種風(fēng)向出現(xiàn)的頻率，稱為風(fēng)向玫瑰圖。

同理，統(tǒng)計各種風(fēng)向上的平均速度和風(fēng)能的圖，分別稱為風(fēng)速玫瑰圖和風(fēng)能玫瑰圖。風(fēng)向玫瑰圖一、風(fēng)的基本特征3、風(fēng)向風(fēng)向玫瑰圖一、風(fēng)的基本特征

一、風(fēng)的基本特征

二、常用測風(fēng)設(shè)備1、風(fēng)速計1）杯式風(fēng)速計：

它由3個互成120°固定在支架上的拋物錐空杯組成感應(yīng)部分，空杯的凹面都順向一個方向。整個感應(yīng)部分安裝在一根垂直旋轉(zhuǎn)軸上，在風(fēng)力的作用下，風(fēng)杯繞軸以正比于風(fēng)速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)速可以用電觸點、測速發(fā)電機或光電計數(shù)器等記錄。二、常用測風(fēng)設(shè)備1、風(fēng)速計二、常用測風(fēng)設(shè)備2）螺旋槳式風(fēng)速計：

它是一組三葉或四葉螺旋槳繞水平軸旋轉(zhuǎn)的風(fēng)速計，通過尾翼使其旋轉(zhuǎn)平面始終正對風(fēng)的來風(fēng)速計向，它的轉(zhuǎn)速正比于風(fēng)速。二、常用測風(fēng)設(shè)備2）螺旋槳式風(fēng)速計：二、常用測風(fēng)設(shè)備3）熱線風(fēng)速計：

熱線風(fēng)速計是采用一根被電流加熱的金屬絲，流動的空氣使它散熱，利用散熱速率和風(fēng)速的平方根成線性關(guān)系，再通過電子線路線性化，即可制成熱線風(fēng)速計。旁熱式的熱線一般為錳銅絲，其電阻溫度系數(shù)近于零，它的表面另置有測溫元件。直熱式的熱線多為鉑絲，在測量風(fēng)速的同時可以直接測定熱線本身的溫度。

熱線風(fēng)速計在小風(fēng)速時靈敏度較高，適用于對小風(fēng)速測量，是大氣湍流和農(nóng)業(yè)氣象測量的重要工具。二、常用測風(fēng)設(shè)備3）熱線風(fēng)速計：二、常用測風(fēng)設(shè)備4）數(shù)字風(fēng)速儀：

數(shù)字風(fēng)速儀是專為各種大型機械設(shè)備研制開發(fā)的大型智能風(fēng)速傳感報警設(shè)備，其內(nèi)部采用了先進數(shù)字風(fēng)速儀的微處理器作為控制核心，外圍采用了先進的數(shù)字通訊技術(shù)。

數(shù)字風(fēng)速儀用于測量瞬時風(fēng)速和平均風(fēng)速，具有自動監(jiān)測、實時顯示、超限報警控制等功能。二、常用測風(fēng)設(shè)備4）數(shù)字風(fēng)速儀：二、常用測風(fēng)設(shè)備5）聲學(xué)風(fēng)速計：

在聲波傳播方向的風(fēng)速分量將改變聲波傳播速度，利用這種特性制作的聲學(xué)風(fēng)速表可用來測量風(fēng)速分量。

聲學(xué)風(fēng)速表至少有兩對感應(yīng)元件，每對包括發(fā)聲器和接收器各一個。使兩個發(fā)聲器的聲波傳播方向相反，如果一組聲波順著風(fēng)速分量傳播，另一組恰好逆風(fēng)傳播，則兩個接收器收到聲脈沖的時間差值將與風(fēng)速分量成正比。如果同時在水平和鉛直方向各裝上兩對元件，就可以分別計算出水平風(fēng)速、風(fēng)向和鉛直風(fēng)速。二、常用測風(fēng)設(shè)備5）聲學(xué)風(fēng)速計：二、常用測風(fēng)設(shè)備（2）風(fēng)速記錄

1）機械式：當風(fēng)速感應(yīng)器旋轉(zhuǎn)時，通過蝸桿帶動蝸輪轉(zhuǎn)動，再通過齒輪系統(tǒng)帶動指針旋轉(zhuǎn)，從刻度盤上直接讀出風(fēng)的行程，除以時間得到平均風(fēng)速。

2）電接式：由風(fēng)杯驅(qū)動的蝸桿，通過齒輪系統(tǒng)連接到一個偏心凸輪上，風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)一定圈數(shù)，凸輪使相當于開關(guān)作用的兩個接點閉合或打開，完成一次接觸，表示一定的風(fēng)程。

3）電機式：風(fēng)速感應(yīng)器驅(qū)動一個小型發(fā)電機中的轉(zhuǎn)子，輸出與風(fēng)速感應(yīng)器轉(zhuǎn)速成正比的交變電流，輸出到風(fēng)速的指示系統(tǒng)。

4）光電式：風(fēng)速旋轉(zhuǎn)軸上裝有一個圓盤，盤上有等距的孔，孔上面有一個紅外光源，正下方有一個光電半導(dǎo)體，風(fēng)杯帶動圓盤轉(zhuǎn)動時，形成光脈沖信號，每一個脈沖信號表示一定的風(fēng)行程。二、常用測風(fēng)設(shè)備（2）風(fēng)速記錄二、常用測風(fēng)設(shè)備（2）風(fēng)速記錄

風(fēng)速大小與風(fēng)速計安裝高度和觀測時間有關(guān)系。世界各國基本上都以10m高度處觀測為依據(jù)，但是取多長時間的平均風(fēng)速不統(tǒng)一，有取1min、2min、10min平均風(fēng)速，有取1h平均風(fēng)速，也有取瞬時風(fēng)速等。

我國氣象站觀測時有3種風(fēng)速，一日4次時2min平均風(fēng)速、自記10min平均風(fēng)速和瞬時風(fēng)速、風(fēng)能資源計算時，都用自記10min平均風(fēng)速。極端風(fēng)速計算時，用最大風(fēng)速（10min平均最大風(fēng)速）或瞬時風(fēng)速。二、常用測風(fēng)設(shè)備（2）風(fēng)速記錄二、常用測風(fēng)設(shè)備2、風(fēng)向標

風(fēng)向標是測量風(fēng)向的常用裝置，有單翼型、雙翼型和流線型。風(fēng)向標一般由尾翼、指向桿，平衡錘及旋轉(zhuǎn)主軸四部分組成的首尾不對稱的平衡裝置。其重心在支撐軸的軸心上，整個風(fēng)向標可以繞垂直軸自由擺動。在風(fēng)的動壓力作用下，取得指向風(fēng)的來向的一個平衡位置，即為風(fēng)向的指示。傳送和指示風(fēng)向所在方位的方法有很多，有電觸點盤、環(huán)形電位、自整角機和光電碼盤四種類型，其中最常用的是碼盤。風(fēng)速儀一般安裝在離地10m的高度上。二、常用測風(fēng)設(shè)備2、風(fēng)向標二、常用測風(fēng)設(shè)備表1-4風(fēng)向標具體參數(shù)輸出類型電流輸出型電壓輸出型RS485型量

程0-360度16個方向供電電壓DC12V~24V輸出信號4-20mA（三線制）1-5V或者0-5V

負載能力≤500Ω≥2KΩ

使用環(huán)境-15℃~+85℃，相對濕度10-90%，非凝結(jié)啟動風(fēng)力≥0.8m/s整體功耗（DC24V）≤0.7W≤0.3W≤0.3W重量≤0.5Kg二、常用測風(fēng)設(shè)備表1-4風(fēng)向標具體參數(shù)輸出類型電流輸出型電二、常用測風(fēng)設(shè)備方位信號輸出類型電壓信號(0-5V)電壓信號(1-5V)電流信號(4-20mA)北5V5V4mA東北偏北0.31V1.25V5mA東北0.63V1.5V6mA東北偏東0.94V1.75V7mA東1.25V2V8mA東南偏東1.56V2.25V9mA東南1.88V2.5V10mA東南偏南2.19V2.75V11mA南2.5V3V12mA西南偏南2.81V3.25V13mA西南3