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

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

風(fēng)速風(fēng)能風(fēng)電廠選址原則3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.6目錄Contents風(fēng)的形成風(fēng)的常見形式風(fēng)向

風(fēng)速風(fēng)能風(fēng)電廠選址原則3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.63.1.1風(fēng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)，空氣的流動(dòng)即形成了風(fēng)。3.1.1風(fēng)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(jìn)行不同規(guī)模運(yùn)動(dòng)的總稱。A.太陽輻射強(qiáng)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(fēng)的形成B.地球自轉(zhuǎn)的影響熱帶-赤道信風(fēng)圈中緯盛行西風(fēng)圈極地東風(fēng)圈目錄Contents風(fēng)的形成風(fēng)的常見形式風(fēng)向

風(fēng)速風(fēng)能風(fēng)電廠選址原則3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.63.1.1風(fēng)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(shí)高原面是熱源，冬季時(shí)是冷源，這種熱力效應(yīng)對南亞和東亞季風(fēng)環(huán)流的形成、發(fā)展和維持有重要影響。3.1.2風(fēng)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(fēng)向以及氣壓分布隨季節(jié)有規(guī)律變化的風(fēng)，稱為季風(fēng)。季風(fēng)3.1.2風(fēng)的常見形式（熱帶地區(qū)）白天（海風(fēng)）夜晚（陸風(fēng)）風(fēng)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(fēng)，夜晚吹陸風(fēng)，一般情況下海風(fēng)更強(qiáng)盛。在溫度日變化明顯和晝夜溫差比較大的地區(qū)，海陸風(fēng)表現(xiàn)得更為強(qiáng)盛。B.海陸風(fēng)3.1.2風(fēng)的常見形式山坡和山谷接受的熱輻射量差異導(dǎo)致山坡和山谷間形成溫差，從而形成山谷風(fēng)。山谷越深，溫差越大，山谷風(fēng)越強(qiáng)盛。C.山谷風(fēng)目錄Contents風(fēng)的形成風(fēng)的常見形式風(fēng)向

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

一段觀測時(shí)間內(nèi)，風(fēng)在每一方位出現(xiàn)的次數(shù)除以總的觀測次數(shù)。風(fēng)向玫瑰圖（風(fēng)頻圖）C.統(tǒng)計(jì)特性目錄Contents風(fēng)的形成風(fēng)的常見形式風(fēng)向

風(fēng)速風(fēng)能風(fēng)電廠選址原則3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.63.1.4風(fēng)速風(fēng)力等級風(fēng)的名稱風(fēng)速陸地現(xiàn)象海面狀態(tài)(m/s)(km/h)0無風(fēng)0-0.2小于1靜，煙直上。平靜如鏡1軟風(fēng)0.3-1.51-5煙能表示風(fēng)向，但風(fēng)向標(biāo)不能轉(zhuǎn)動(dòng)。微浪2軟風(fēng)1.6-3.36-11人面感覺有風(fēng)，樹葉有微響，風(fēng)向標(biāo)能轉(zhuǎn)動(dòng)。小浪3微風(fēng)3.4-5.412-19樹葉及微枝擺動(dòng)不息，旗幟展開。小浪4和風(fēng)5.5-7.920-28能吹起地面灰塵和紙張，樹的小枝微動(dòng)。輕浪5清勁風(fēng)8.0-10.729-38有的小樹枝搖擺。內(nèi)陸水面有小波。中浪6強(qiáng)風(fēng)10.8-13.839-49大樹枝擺動(dòng)，電線呼呼有聲，舉傘困難。大浪7疾風(fēng)13.9-17.150-61全樹搖動(dòng)，迎風(fēng)步行感覺不便。巨浪8大風(fēng)17.2-20.762-74微枝折毀，人向前行感覺阻力甚大。猛浪9烈風(fēng)20.8-24.475-88建筑物有損壞（煙囪頂部及屋頂瓦片移動(dòng)）。狂濤10狂風(fēng)24.5-28.489-102陸上少見，見時(shí)可使樹木拔起將建筑物損壞嚴(yán)重?？駶?1暴風(fēng)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(fēng)32.7-36.9118-133陸上少見，其摧毀力極大。非凡現(xiàn)象13-17颶風(fēng)37.0-61.2134-220陸上少見，其摧毀力極大。非凡現(xiàn)象A.風(fēng)速與風(fēng)級

3.1.4風(fēng)速B.風(fēng)速的測量a)旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速計(jì)

3.1.4風(fēng)速B.風(fēng)速的測量b)壓差式風(fēng)速計(jì)靜壓探頭總壓出氣靜壓出氣總壓探頭畢托管風(fēng)速計(jì)

v為風(fēng)速，p0、p分別為總壓和靜壓，ρ為空氣密度3.1.4風(fēng)速B.風(fēng)速的測量c)熱線式風(fēng)速計(jì)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(fēng)速。3.1.4風(fēng)速C.風(fēng)速的脈動(dòng)脈動(dòng)風(fēng)速=瞬時(shí)風(fēng)速-平均風(fēng)速

σ為脈動(dòng)風(fēng)速的方差湍流強(qiáng)度：

風(fēng)速記錄3.1.4風(fēng)速D.風(fēng)速的統(tǒng)計(jì)特性風(fēng)速頻率：一段觀測時(shí)間內(nèi)某一風(fēng)速出現(xiàn)的時(shí)間與總刮風(fēng)時(shí)間之比目錄Contents風(fēng)的形成風(fēng)的常見形式風(fēng)向

風(fēng)速風(fēng)能風(fēng)電廠選址原則3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.6平均風(fēng)能密度3.1.5風(fēng)能A.風(fēng)能的計(jì)算風(fēng)能密度:氣體在單位時(shí)間內(nèi)通過單位橫截面積的風(fēng)能的大小

有效風(fēng)能密度

3.1.5風(fēng)能B.風(fēng)能資源的分布世界風(fēng)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(fēng)能B.風(fēng)能資源的分布目錄Contents風(fēng)的形成風(fēng)的常見形式風(fēng)向

風(fēng)速風(fēng)能風(fēng)電廠選址原則3.1.13.1.23.1.33.1.43.1.53.1.63.1.6風(fēng)電廠選址原則選