风机的叶尖速比

风机的叶尖速比

叶尖速比是用来表述风电机特性的一个十分重要的参数。它等于叶片顶端的速度（圆周速度）除以风接触叶片之前很远距离上的速度；叶片越长，或者叶片转速越快，同风速下的叶尖速比就越大。

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根据叶尖速比的不同，我们可以把风电机分成两类：慢速比风电机和快速比风电机：

慢速比:

慢速比风电机的速度比最大为2.5 。所有以阻力原理作用的风电机的叶尖速比都小于1，属于慢速比风电机。

以浮力原理作用的风电机，如果其叶尖速比在1到2.5之间，也被称为慢速比风电机。Westernmills和某些风力泵的叶尖速比大概是1，而Bock风车以及荷兰风车的叶尖速比大概是2。

快速比:

快速比风电机是指按照浮力原理作用的风电机，并且其叶尖速比在2.5到15之间。几乎所有的现代风电机（叶片数一到三）都属于此类。

叶尖速比对风电机的建造结构和形状有很大的影响，比如：

叶片转速： 如果叶片长度一定，那么叶尖速比越大，叶片的转速也就越快。只有一个叶片的风电机，其叶尖速比很高，旋转速度也要比三叶片的风电机快的多。 需要注意的是，风力泵的叶尖速比虽然属于慢速比机械，但旋转速度一般都很快。原因是其转动直径很小，最终圆周速度相对低很多，所以属于慢速比机械。

叶片数： Westernmills的叶尖速比比较低（大约为1），所以需要更多的叶片来遮挡风，一般有20到30个叶片；荷兰风车的速度比大约为2，一般有4个叶片。现代三叶片风电机的叶尖速比大约为6，而一个叶片的风电机，其叶尖速比大概为12。

叶片切面： 快速比风机的叶片一般都设计的细长而薄，其原因就是叶片切割风的时候，与风的相对速度十分高。（站长注：这段我看不懂，只是照原文翻译。）

风机的转化效率系数： 快速比风机由于产生的涡流损失要比慢速比风机低很多，所以其作用系数要明显比慢速比的风机高。一般慢速比风机的转化效率系数cP在0.3到0.35之间，而快速比的风机能够达到0.45到0.55。

本节翻译：xieyaqian 附原文参考：

Die Schnelllaufzahl einer Windkraftanlage ist ein sehr wichtiges Merkmal um die Maschine zu charakterisieren.

Die Schnelllaufzahl ist gleich die Blattspitzengeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) geteilt durch die Windgeschwindigkeit (weit vor dem Rotor).

Je länger die Blätter und je schneller die Rotordrehzahl, desto größer die Schnelllaufzahl bei gleicher Windgeschwindigkeit.

Wir klassifizieren die Windkraftanlagen in zwei Gruppen: Langsamläufer und Schnellläufer:

Langsamläufer:

Langsamläufer haben ein Auslegungsschnelllaufzahl von maximal 2,5.

Alle Widerstandsläufer haben eine Schnelllaufzahl niedriger als 1 und sind Langsamläufer.

Auftriebsläufer mit einer Schnelllaufzahl von 1 bis 2,5 sind auch Langsamläufer. In dieser Kategorie finden wir die Westernmills und Windpumpen mit einer Schnelllaufzahl von ca. 1; Bockwindmühle und Holländerwindmühle mit einer Schnelllaufzahl von 2.

Schnellläufer:

Schnellläufer sind Auftriebsläufer mit einer Schnelllaufzahl von 2,5 bis 15. In dieser Kategorie finden wir alle Strom erzeugende Windkraftanlagen mit einem bis drei Rotorblätter.

Die Schnelllaufzahl beeinflusst stark die Bauart und Bauform einer Windkraftanlage, wie zum Beispiel:

die Rotordrehzahl: für eine bestimmte Blattlänge, je größer die Schnelllaufzahl ist, desto schneller die Rotordrehzahl. Einblatt-Anlagen, mit einer sehr hohen Schnelllaufzahl, laufen viel schneller als eine Dreiblattanlage. Anzumerken ist, dass Windpumpen meistens Langsamläufer sind, sich allerdings ziemlich schnell drehen. Da der Rotordurchmesser relativ klein und die Umlaufgeschwindigkeit relativ niedrig ist, sind auch sie Langsamläufer. der Anzahl der Rotorblätter: Westernmills benötigen wegen ihrer niedrigen Schnelllaufzahl (ca. 1) eine hohe Flächenbelegung der Rotorkreisfläche, und sind mit 20 bis 30 Blättern gebaut. Hollandmühlen mit einer Schnelllaufzahl von 2 haben nur 4 Blätter. Stromerzeugende Windkraftanlagen mit drei Blätter haben ein Schnelllaufzahl von ca. 6, bis auf Einblatt-Maschinen, die eine Schnelllaufzahl von 12 haben. (Siehe auch: Anzahl der Blättern)

das Blattprofil: Schnellläuferblätter sind schlank und dünn, weil die relative Luftgeschwindigkeit an den Blättern sehr hoch ist (Siehe auch Blattprofil).

der Leistungsbeiwert cP der Maschine: die Schnellläufer haben deutlich bessere Wirkungsgrade als ein Langsamläufer wegen niedrigerer Drallverluste. Der maximale Leitungsbeiwert cP,max beträgt für einen Langsamläufer ca. 0,3 bis 0,35 und für einen Schnellläufer ca. 0,45 bis 0,55.

When is Wind Energy Noise Pollution?

When is Wind Energy Noise Pollution?
by Stephen Lacey, Editor
Published: 2010年8月26日
Maine -- As more wind projects are developed closer to communities in densely populated areas, a number of homeowners within close range are complaining about noise. This often raises the question: "When does wind become an unacceptable source of noise pollution?"


The question isn't easy to answer. While states and local communities set objective decibel standards for highways, airports and wind projects, “noise” is very subjective. Some people are not at all troubled by the low-frequency sound of an operating wind turbine. Others are extremely sensitive to the sound and report being in a constant state of agitation.

The small island of Vinalhaven in Maine's Penobscot Bay offers an interesting case study. Since Fox Islands Wind installed 3 GE 1.5 MW wind turbines on the island community last fall, a group of residents within a half mile of the turbines have complained that the turbines are not only too loud, but sometimes psychologically disturbing.

While it is a small group of people being affected by the turbines, the issue has gotten a lot of attention – even attracting experts from the National Renewable Energy Laboratory who have gone to the island to study both objective sound levels and subjective reactions to the turbines.



Vinalhaven is a very peaceful, rural community. One of the main contentions of the affected residents is that the Maine state compliance levels – 55 decibels during the day and 45 decibels at night – are too loud for such a rural area. They also claim that the developer, Fox Islands Wind, misled them into believing that ambient sounds would cover up the turbines.

Even though Fox Islands Wind officials say they are in compliance with state noise standards, they are looking at some possible alterations such as lowering the cut-out speed of the machines, installing noise cancellation equipment in homes or changing out parts on the turbines.

Of course, any changes would affect the economics of the project and raise electricity prices for people on the island. For a fishing community dealing with a high cost of living and depressed prices for lobster, that could be a difficult pill to swallow. Because the vast majority of islanders strongly support the project, tension has arisen between the small number of impacted homeowners and the rest of the community.

The 45 decibel limit is lower than compliance levels for airports, factories and highways. People seem to be able to live around those. So why do wind turbines make people so angry? Well, the obvious answer – at least in rural areas like Vinalhaven – is that 45 decibels is still a significant increase in sound levels. It can substantially change the local soundscape. If that reality is not properly communicated, the agitation may increase.

But the other answer is less clear. It revolves around the quality of wind farm noise itself. Perhaps there is something in the low-frequency whooshing of a wind turbine that makes it more difficult for people to listen to.

“It's interesting that we're getting such high annoyance at these lower sound levels compared to other things,” says Jim Cummings, founder of the Acoustic Ecology Institute. “There's now research going on into the quality of this noise and how it impacts people.”

Because industrial-scale wind within communities is so new, the research around noise problems is also nascent. Some onlookers like Cummings say the lack of a coordinated, objective look at the issue contributes to misinformation and mistrust of the wind industry.

Last year, the Acoustic Ecology Institute put out a report looking at the scattered nature of the research.

The American and Canadian Wind Energy Associations put together a joint study in December of 2009. The National Renewable Energy Laboratory has been giving the issue more attention, undertaking projects like the one on Vinalhaven. And there have been a few notable surveys done in Europe. But there still has been no independent, comprehensive study that has “put a lid” on the issue, says Cummings.

In the meantime, some wind advocates label people with sound complaints as “anti-wind.” At the same time, anti-wind advocates often exaggerate sound issues, saying they represent a public health problem. Without better studies and recognition of the problem, says Cummings, the misinformation and mistrust on both sides will continue.

“The reality is somewhere between,” he says.

For a detailed look at what's happening on Vinalhaven, listen to this week's podcast linked above. We'll visit the island and talk with people on both sides of the issue. It's not all bad – we'll also look at how wind transformed the culture and economy of Roscoe, Texas.

TIMAR maglev vetical axis wind turbine under testing

全球风力发电机价格仍处低位

风力涡轮发电机合同价格显示，2010年的价格与2008年相比，在2010年下半年和2011年上半年交付的风力发电机组价格将继续显著降低。根据彭博新能源财经（BNEF）最新出版的第三期风力涡轮发电机价格指数(WTPI)显示，这一下降幅度高达15%。

　　BNEF的分析表明，在2008年签订的2009年上半年交付的涡轮发电机组价格见顶，价格达到122万欧元/MW。然而，由于风力发电项目的融资问题，目前全球风电市场供过于求，使得2010年签订的于2010年下半年到2011年上半年交付的风力发电合同价格大跌，平均价格为104万欧元/MW。

　　此外，近期正在谈判的于2011年下半年交付的合同报出了相同的价格，没有信号显示近期风机价格有回升的迹象。这里的价格包括运费，但不包括增值税和所有其他建设费用。

　　主要的涡轮发电机购买者预计，在2010年和2011年价格还将进一步下跌，跌幅分别为4%和1%，而预计价格的回升将出现在2013年。

　　BNEF的风电观察服务经理William Young表示，“涡轮发电机价格的预期从来没有如此之低，而当前市场供过于求的状况还将持续相当长一段时间。当然，这并不是风力涡轮机制造商所愿意看到的，但对业界来讲，这将提升风电与天然气、煤炭和核能发电的竞争力。”