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风力发电机发电机的功率定义及测试方法探讨
2011/6/20
 
当前并没有小型风力发电机的统一标准,所以市场上的各品牌风力发电机对功率的定义非常混乱,很多经销商和消费者对此感到非常困扰!为此,我司觉得有必要对各位进行详细的探讨并达成共识。
 
一、风力发电机功率讨论:
    对汽油机、柴油机、电动机等产品而言,因为其转速能够得到准确的控制,
所以其额定输出功率和最大输出功率比较容易测量。风力发电机的输出功率受自然环境的影响非常大,比如风力大小、空气密度、风向的稳定性等等。
    市场上很多小型风力发电机厂家宣称的功率往往与实际情况严重不符,他们往往说自己的机型功率是400W、1000W等等,却没有注明是在什么风速下?具体的充电电流是多少?
    比如,很多号称额定功400W的机型(输出电压12V),根据直流电功率=电压*电流的原理,在额定功率下其充电电流约为33.3安培,每根铜线承受的电流就是11安培左右,而其三相电机铜线的截面积约为1.3平方毫米左右,稍懂电气原理的人都知道,这么小截面积的铜线长时间承受这么大的电流是不可能的!我们强烈反对用电钻或马达强行带动风力发电机在高转速下长时间测试,这会导致风力发电机损坏并使得担保失效!
    另外,很多厂家把风速在12米/秒时的输出功率定义为额定功率,这也是是很不科学的,要知道,世界上绝大多数风力资源丰富的地区,其年平均风速在7米/秒左右。
    因此,我司今后的机型将不再简单的标识其额定功率,而是将随机附上模拟风洞测试报告,直接提供不同风速下对应的输出电流和电压参数表。
    另外,根据风能公式E=1/2(ptsu3)当风速7米/秒时,假设没有任何损耗,在直径1.2米的圆面积内,风力总的能量只有250W。
p--空气密度(千克/米3);t--时间(秒);s--截面面积(米2);u--风速(米/秒)。
备注:动能转换到机械能Cp最大数值=0.593,机械能转为电能的效率约70%,
所以说,如果有的厂家宣称其1.2米直径的风力发电机在7米/秒时的额定输出功率为400瓦,那绝对是不可能的!哪怕直径2米也达不到400瓦!
 
二、 测试方法讨论:
很多经销商和消费者喜欢用马达或电钻来驱动风力发电机,并测试其恒定转速下对应的输出电压和电流,以此推算出哪家公司的产品额定功率大。
这种测试方法很不科学,我们是不是可以这样理解,制造商只要简单的把三相交流电机厚度增加到2倍,就可以获得2倍的输出功率?按照这种理论,只要比比谁的电机更大就行了,还有必要精心设计风叶和控制器吗?
    实际上,每个厂家的风力发电机的三相电机和风叶的设计都是不一样的,只有风叶的空气动力学性能和电机功率特性同时处于最佳效率区域时,才能获得最佳的输出功率。
    最好的测试方法莫过于风洞试验,但成本太过高昂;或是用鼓风机来吹动风力发电机,但其的风速分布不是很均匀,与自然风相比有少许偏差;若实在没有实验设备,也可以把风力发电机装在小卡车上,选择一个没风的日子,将汽车开到相应的速度来模拟自然风。




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