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与叶片相关的风力发电机噪声解决方案

供稿人:吴春莹  供稿时间:2013-6-27   关键字:风力发电  噪声  叶片  
噪声是风电场建设对周边环境的不利影响之一,叶片则是风力发电机噪声的主要来源。以下概括了几种与叶片相关的解决风力发电机噪声问题的技术方案。
方案一:对现有叶片的改进
为了降低风机涡流噪声,可以采用工作轮叶片穿孔法,使部分气流自叶片高压面流向低压面,促使叶片分离点向流动下方移动,其机理等同于附面层吹风。由此降低了叶片出口截面的分离区,分离区涡流强度和尺寸减少,噪声也随之减少。
 
不等节距叶片分布作为一种降低风机旋转噪声的方法,一直被应用和发展。理论公式证明,不等节距叶片对风机通过频率及其谐波具有调制作用,即对于任意一个谐波,不像等节距叶片风机那样具有显著的峰值,而是将能量散布至更宽的频带中。
 
风机离散噪声的频率正比于风机叶片数。将宽叶片换成窄叶片,同时增加叶片数目,可以在不改变流量和压力系数的前提下,提高风机辐射噪声频率,降低噪声低频含量,从而减小远声场的噪声。
方案二:降噪/静音叶片的研制
三菱重工业株式会社在专利申请CN200780100312.8中提供了一种可使在叶片前端部分的叶片面产生的紊流边界层变薄且有效地抑制在后缘部产生的噪声的风车叶片及使用该风车叶片的风力发电装置。所述的风车叶片,其截面呈叶片形状,其中,在从叶片端向叶片根侧的规定范围内设有至少降低以规定转速旋转时的迎角的迎角降低部。
 
希腊塞奥佐罗斯·图拉斯等在专利申请CN201180026692.1中涉及的风力涡轮机叶片,其特征在于设置有半球形或多边形凹槽,所述凹槽尽可能多且尽可能彼此靠近地成排且相互交替地布置在整个叶片表面上。通过在叶片表面应用这种凹槽布置技术,实现了对特定空气动力学现象的控制,这有助于实现最可能的风的层流流动和稳定的叶片转动,使得质量和可靠性最大化,并实现经济且无噪声的风力涡轮机运行。
 
方案三:降噪装置的应用
通用电气公司在专利申请CN201110377885.3中公开了一种用于风力涡轮机转子叶片的降噪装置。该装置包括多个锯齿,多个锯齿中的每一个均限定了中心线。根据展向位置、当地弦长、宽度、长度、弯曲角和厚度中的至少一个,多个锯齿中的每一个的中心线均限定了单独的定制角度。
 
歌美飒创新技术公司在专利ZL200810098244.2中揭示了包括至少一个叶片的风力涡轮机,叶片的空气动力外形具有前导边缘、拖尾边缘和在前导边缘与拖尾边缘之间的吸入侧和压力侧,叶片包括放置在吸入侧的由改变边界层噪声频谱的元件构成的抗噪声装置。优选抗噪声装置放置在两截面之间的吸入侧,所述两截面对应于从前导边缘开始测量的范围在弦长度的40%-95%的弦位置。
 
方案四:零叶片风机的开发
Mecanoo Architects采用代尔夫特理工大学开发的技术,设计出零叶片的静电风能转换器(EWICON模型)。其采用钢架结构,通过粒子的运动来产生电流。由于EWICON没有活动部件,不会出现叶片导致的噪声问题。据悉,该装置既可以安装于陆地或海上,也可以集成在高层建筑物的屋顶之上。
 
 
相关链接
1.     伍先俊,李志明.风机叶片噪声机理及降噪.风机技术,2001(4),11-13,5
 
2.     三菱重工业株式会社.风车叶片及使用该风车叶片的风力发电装置.CN200780100312.8
 
3.     塞奥佐罗斯·图拉斯,埃曼努埃尔·米哈利斯.具有凹槽的风力涡轮机叶片.CN201180026692.1
 
4.     通用电气公司.用于风力涡轮机中转子叶片的降噪装置.CN201110377885.3
 
5.     歌美飒创新技术公司.具有抗噪声装置的风力涡轮机叶片.CN200810098244.2
 
6.     Windconvertor EWICON: wind’mill’ without moving blades. http://www.mecanoo.nl/tabid/217/DetailId/457/Windconvertor-EWICON-wind-mill-without-moving-blades.aspx?img=Ewiconweb
 

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