57、风力发电与北极可再生能源发展研究

风力发电与北极可再生能源发展研究

1. 风力发电机空气动力学建模

在风力发电研究中，常以西门子SWT - 3.6 - 120型水平轴风力发电机（HAWT）为基础构建计算机模型。该机型选择依据如下：
- 全球风电行业中，风电场常见机组容量为2 - 4MW，此机型符合这一主流范围。
- 风向风速仪典型位置在机舱常规水平表面后部，机舱相对转子轴倾斜通常为0 - 120度。
- 叶片结构具有特点，分析时仅涉及圆柱横截面的叶片堆叠部分。

其主要技术参数如下表所示：
| 转子 | 数据 | 叶片 | 数据 | 运行数据 | 数据 |
| — | — | — | — | — | — |
| 类型 | 3叶片，水平轴 | 类型 | B52 | 切入风速 | 3 - 5 m/s |
| 位置 | 逆风 | 长度 | 58.5 m | 额定功率（12 - 13 m/s） | - |
| 直径 | 120 m | 弦长 | 4.2 m | 切出风速 | 25 m/s |
| 扫掠面积 | 11300 m² | 空气动力学轮廓 | NACA63.xxx, FFAxxx | 最大2秒阵风 | 70 m/s (IEC版本) |
| 速度范围 | 5 - 13 rpm | 材料 | GRE | 叶尖速比 | 5模块 |
| 转子倾斜 | 6度 | 颜色 | 浅灰色，RAL 7035 | 功率调节 | 变桨调节，变速 |
| 覆盖范围 | 半哑光，< 30 / ISO2813 | - | - | - | - |

研究中，风向风速仪位置依据制造商技术数据和测量确定：
- 转子（叶