風(fēng)切變指數(shù)的第二個影響是機(jī)組的載荷安全性:風(fēng)輪在承受上下不平衡風(fēng)載時,會增加風(fēng)機(jī)的傾覆力矩,在一定程度上會影響到風(fēng)機(jī)的適應(yīng)性。我們的風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)的時候都是滿足一定的切變范圍的,當(dāng)切變指數(shù)過大或過小(負(fù)切變)的時候,風(fēng)機(jī)承受的載荷超出了常規(guī)設(shè)計(jì)下的載荷,長此以往,可能會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的損壞或者葉片的折損。當(dāng)切變指數(shù)為負(fù)的時候,其帶來的影響往往要大于正切變的影響,負(fù)風(fēng)切變下的載荷幅值遠(yuǎn)大于正常風(fēng)切變,導(dǎo)致主軸危險截面處載荷增大。在正常風(fēng)切變下,風(fēng)輪高處風(fēng)速高,低處風(fēng)速低,將抵消一部分重力對傳動鏈的載荷;反之,在負(fù)風(fēng)切變下,由于風(fēng)輪低處風(fēng)速高,高處反而風(fēng)速低,因此風(fēng)載和重力載荷相互疊加,加重了傳動鏈上的負(fù)載。下圖為負(fù)切變情況下主軸危險截面處的載荷對比:
因此在機(jī)組選型的時候,需要格外關(guān)注負(fù)切變帶來的載荷加劇。此外,風(fēng)切變還會對風(fēng)機(jī)的發(fā)電量產(chǎn)生影響,正常情況下,風(fēng)機(jī)廠家提供的功率曲線對應(yīng)的風(fēng)速都是輪轂中心處的風(fēng)速,但是在不同的風(fēng)切變、風(fēng)廓線形態(tài)下,風(fēng)輪面吸收的能量是不一樣的,因此風(fēng)機(jī)對風(fēng)能轉(zhuǎn)化量理論上也是不一樣的,這樣就會造成相同的輪轂中心風(fēng)速,不同的發(fā)電量。對于這一點(diǎn)帶來的發(fā)電量影響,小編資歷尚淺,如果業(yè)內(nèi)的高手、前輩們有相關(guān)的研究,希望能不吝分享。
影響風(fēng)切變的因素:
既然風(fēng)切變會產(chǎn)生這么大的影響,那么影響風(fēng)切變的因素又有哪些呢?根據(jù)小編進(jìn)行測風(fēng)塔分析的經(jīng)驗(yàn)來看,影響風(fēng)切變的主要因素大致有以下幾個方面:
1地形
所謂屁股決定腦袋,測風(fēng)塔所立的位置,很大程度上決定了測風(fēng)得到的風(fēng)切變趨勢。在其他條件類似的情況下,山地測風(fēng)塔的風(fēng)切變往往較小,在某些地形陡峭的山地,甚至可能出現(xiàn)負(fù)切變的情況。而平地測風(fēng)塔,很少會遇到負(fù)切變的情況。這是因?yàn)?,在山地中,測風(fēng)塔往往是豎立在山頂?shù)?,風(fēng)在爬坡過程中,下層的氣流受到明顯的擠壓,根據(jù)通量守恒,因此下層氣流加速效應(yīng)大于上層氣流,導(dǎo)致下層風(fēng)速增大明顯,整體的風(fēng)切變變小。當(dāng)下層氣流的加速效應(yīng)更大的時候,就會出現(xiàn)負(fù)切變。