Wlison1MW风力机叶片设计+CAD图纸(4)
从世界范围来看, 到06年年底, 全球风力发电的总装机量达到了74223兆瓦, 与去年同比增长32%, 这也是继05年增长41%之后风电行业又一个新高速增长时期。根据相关资料的估计, 06 年新增风力发电装机的市场规模达到了230亿美元, 并且这一规模还在继续扩大, 未来增速仍文持在三分之一以上, 成为一个举足轻重的行业。以发达国家为例, 预计到2020 年可以实现可再生能源占总发电量的五分之一, 其中风力发电的比重达到12%。目前主要国家的风力发电覆盖率都文持在较低的水平, 全球的平均风力发电量占总发电量的比例仅达到1.19% , 要实现12% 的目标, 还需要增长近十倍。放眼主要发达国家中风力机发电发展情况较好的德意志在06年年底的风力发电仅占总发电量的4.34%, 而西班牙为7.78% , 它们都属于发达国家的较高水平; 而美利坚的风力发电机覆盖率仅达到了0.73%。
1.4 国内外研究现状与水平
1.5 风力发电机叶片
设计叶片在风力发电机中，直接影响风能转换利用的效率，直接影响风力机的年发电量，是风能转换利用的重要一环。
风力发电机中最基础和最关键的部分是叶片，一个设计良好的叶片，具有可靠的质量和优越的性能，是可以保证机组正常稳定运行的决定因素。为了应对恶劣的环境和长期不停地运转，对叶片设计的要求有：
1 密度轻且具有最佳的疲劳强度和力学性能，叶片能够经受暴风等极端恶劣条件和随机负载的考验；
2 叶片的材料必须保证表面光滑来减小风的阻力，如果表面粗糙，叶片很可能会被风折断；
3 不得产生强烈的电磁波干扰和光反射；
4 不允许产生过大噪声；
5 耐腐蚀、紫外线照射和雷击性能好；
6 成本较低，文护费用最低。
2 风力发电机叶片设计计算
2.1 风力机特征风速确定
2.1.1 特征风速的推导与确定
科学选择合适的当地风能资源的风力机，合理确定风力机的各种参数，便能以较少的投资获得较多的风能，获取较大的效益。
在自然界中,风速的变化频率很大，很难用数学公式准确表达。以典型的风速频率曲线为基础，模拟风速的变化曲线，用概率统计的方法建立估算风速的数学表达式。
世界常用的估算风速的函数有两种1．瑞利（Ray leigh）函数分布；2．威布尔（Weibull）函数分布。威布尔函数分布是一种形式简单的且能较好地模拟实际风速分布的概率模型，被认为是风能分析的有效工具。威布尔函数分布是单峰、两参数的分布函数（图 3．1），其风速概率密度分布函数表达： (2-1)
式中：
K—形状参数，无量纲；
C—尺寸参数，量纲为 m/s。
不同地区，不同时期，参数 K、C 是不同的，可根据该地区连续 30 年的风能资料推算出该地区的 K、C 参数。威布尔分布函数曲线如图 3．1 所示，参数 K、C 影响曲线形状，K 和 C 越大曲线越陡峻，峰顶右移；反之 K 和 C 越小曲线越平缓，峰顶右移左移。
图2.1 威布尔函数
当C为1 时，威布尔分布函数表达式：
(2-2)
当K大于0小于1时，威布尔风速概率密度分布为减函数；
当K为1时，威布尔风速概率密度分布呈指数型变化；
当K为2时，威布尔风速概率密度分布函数表达式为；
(2-3)
当K为3时，威布尔风速概率密度分布接近正态分布。
瑞利（Ray leigh）风速概率密度分布与 K=2 时威布尔风速概率密度分布相同。
2.2 叶片外形设计