摘要:
海上浮式风电快速发展,垂直轴风力发电机(VAWT)结构简单、重心较低,在深远海网箱自供能等领域更具有开发潜力。VAWT构造远不同于水平轴风机(HAWT),风场阵列各机组相互影响规律不清,水平轴风机阵列工程经验难以直接应用。针对H型垂直轴风力发电机,通过CFD模拟,将翼型设计与涡轮阵列相关联,对比分析多种翼型及不同阵列条件下垂直轴风机的转矩系数 、功率系数 及平均功率参数Ω:非对称翼型相较于对称翼型在高叶尖速比下功率系数较低,弯度效应能显著提高翼型在下风区的功率系数;风场阵列中,三涡轮阵列优化后下风区涡轮功率显著提升,单涡轮功率可提升40%,风场整体功率提升约20%,针对海上牧场结构平面提出了五个涡轮阵列,优化后风场整体效率提升了65%,单涡轮性能提升可达100%。以上研究成果对于提高深远海网箱系统功能与设计具有推动意义。