風電機組尾流是流過風電機組之後空氣流動所受到影響的區域。風力發電機組尾流的結構包括近區、中間區和遠區。
基本介紹
- 中文名：風電機組尾流
- 外文名：Wind turbine tail flow
- 一級學科：工程技術
- 二級學科：電力術語
- 定義：流過風電機組之後空氣流動區域
- 結構分區：近區、中間區和遠區
定義,尾流的基本結構特徵,尾流對風電場的影響,
定義
風電機組尾流是流過風電機組之後空氣流動所受到影響的區域。
尾流的基本結構特徵
風力發電機組尾流的結構包括多個區域，如圖所示，它們分別是近區、中間區和遠區。每個區的長度取決於風輪直徑的大小，同時還與氣壓、風速和大氣穩定度有關。
風力發電機組尾流結構
風力發電機組尾流結構1）尾流近區的特徵
①長度約為風輪直徑的2~4倍；
②隨著氣流管道擴展到葉片邊緣，風力發電機組前面（迎風面）氣壓增加，然後在風輪面另一側突然降低，之後在近區內不斷增加，直到恢復到自由風流的壓力Pa；
④近區內尾流的半徑增加，並當氣壓恢復到Pa時達到最大。由於質量守恆和動量守恆定律，風速下降。
2）尾流中間區的特徵
①長度約為風輪直徑的2~3倍，當混合層的內邊界與中央軸線相交時結束。交點處風速發生變化；
②中間區的氣壓保持不變，始終等於Pa；
③尾流區的外邊界的湍流增加，而中央線處的風速保持不變。
3）尾流遠區的特徵
①長度超過5倍風輪直徑；
②氣壓不變，等於Pa；
③由於湍流混合，中央線的風速開始穩步增加，恢復到自由氣流的風速值Va。
根據每個區的特徵，可以選擇風力發電機組之間的最佳距離，從而使風力發電機組之間的相互影響最小。由於尾流效應對風向的敏感性，主導風向對風力發電機組的排布方案起到決定性作用。在主導風向上，風力發電機組的距離應該至少達到中間區的末端。
尾流對風電場的影響
複雜山地風電場較多，較高的湍流強度是複雜風電場的主要特徵之一。湍流強度增強了山頂的地形加速效應，並在下風坡以更快的速度衰減，而風力發電機組的存在加強了這一效應。湍流強度的增加降低了風力發電機組的推力係數，這意味著尾流強度變弱，但持續的距離更長。而對於海上風電場，風向對於整個風電場的尾流損失而言非常重要。沿著風力發電機組排布很窄的風向區間內，發電量降低非常顯著。當風向偏離排布線後，發電量損失隨著風向變化快速減小。
