在清潔能源中,開發(fā)較為成熟的是風能發(fā)電和太陽能發(fā)電技術(shù),這兩項技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于海上交通工具。本文通過參考市場現(xiàn)行的風機種類,選用發(fā)電功率以及風機尺寸較為接近的水平軸和垂直軸風力發(fā)電機,使用流體分析軟件研究這兩類風力機的使用性能,以NACA4412翼型為基礎(chǔ)翼型,對風輪直徑在1～1.2 m范圍的水平軸和垂直軸風力機進行建模及有限元分析。得到兩類風機在2～10 m/s風速范圍內(nèi)的氣流狀況、輸出功率和空氣阻力,并結(jié)合中小型船舶實際運載情況,針對風光互補發(fā)電系統(tǒng)中的風機選型提出參考意見。

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【部分圖文】：

圖1船舶風光互補發(fā)電系統(tǒng)流程圖

船舶風光互補發(fā)電系統(tǒng)工作流程如圖1所示，由風力發(fā)電機和光伏電池陣列組成各自的發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)出的電流通過風光互補發(fā)電系統(tǒng)控制器為蓄電池充電，蓄電池可以直接為直流負載供電，也可以將直流電逆變?yōu)榻涣麟姽┙o交流負載使用。1.2垂直軸以及水平軸風力機特點

圖2豎直軸（左）和水平軸（右）風力機模型

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，采用Profili軟件生成所需翼型，并使用Solidworks三維建模進行模型的繪制，如圖2所示，分別為水平軸風力機與垂直軸風力機的三維模型，圖中透明區(qū)域是用于有限元分析所使用的旋轉(zhuǎn)區(qū)域。其中水平軸風力機采用的是3葉片結(jié)構(gòu)，垂直軸風力機采用的是5葉片結(jié)構(gòu)。3有限元....

圖3水平軸風力機軸向速度云圖

如圖3、圖4所示，可以觀察到在風速10m/s時兩類風機周圍的氣體流動情況，具有較高風速的氣流經(jīng)過風機區(qū)域時，其所攜帶的部分動能轉(zhuǎn)化為風機的機械能，推動風機轉(zhuǎn)動，并在風機附近出現(xiàn)了低風速區(qū)域。通過流動跡線可以觀察到由于達里厄H型這類垂直軸風力機選用的尖速比較其他阻力型垂直軸風力機....

圖4垂直軸風力機徑向速度云圖

圖3水平軸風力機軸向速度云圖3.2輸出功率

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