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感谢“中科院科学智慧火花”给贴出评论:“旋转式风机的单机容量,应该控制在一定的范围,不是越大越好。”

已有 1304 次阅读 2022-12-5 17:55 |个人分类:人类的宇宙环境|系统分类:科研笔记

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感谢“中科院科学智慧火花”给贴出评论:“旋转式风机的单机容量,应该控制在一定的范围,不是越大越好。”

              

一、感谢“中科院科学智慧火花”给贴出评论:“旋转式风机的单机容量,应该控制在一定的范围,不是越大越好。”

   2022-06-04 20:53,我在《中科院科学智慧火花》 2016-02-24 的帖子《计及风力发电机机械惯性的更精确“风速-功率”关系》下填写了一条评论。

评论如下:
2016-02-24 15:38,《计及风力发电机机械惯性的更精确“风速-功率”关系》
https://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=45013

   旋转式风机的单机容量,应该控制在一定的范围,不是越大越好。

   考到叶片或等效物的成本与寿命,发电出力越大的风机,一般需要增大叶片的几何尺寸,以期吸收更多的风能。

   但是,这样会增大旋转的机械转动惯量。不良后果:

   (1)降低了旋转受风物(如水平轴风机的风轮)轴的寿命。机械转动惯量越大,风轮轴的磨损和疲劳会增加,不利于轴的寿命。

   (2)增大叶片的几何尺寸,会增大叶片的造价。在相同的材料和工艺下,降低叶片的寿命与安全性。

   (3)从刚体定轴转动定律看,机械转动惯量越大,则出力与风速之间的时间延迟越明显,不利于功率曲线的准确性,进而降低风电功率预测的准确性。

   (4)增大噪音。

   

   合理增大叶片的受风面积,降低叶片的几何长度(降低机械转动惯量)。有利于提高叶片、轴的寿命和安全性,降低成本。

   

   根据预定安装地点的风的特性,针对性地优化风机叶片(或等效物)的几何尺寸与形状。小容量+多机,比单纯增大单个风机的容量更合理。

   

   随着叶片材料性能、生产工艺的不断提高,逐步增大单机的出力容量,是一种经济、合理、安全的途径。

   2022-06-04 20:53

                    

https://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=45013

                           

   核心:

   降低机械转动惯量,对所有的风机都有好处:增加风机寿命,提高风电功率预测的准确性,……。

                  

二、在地表太阳能、风能的利用同时,考虑它们对全球变暖(全球变化)的影响

   进入地球的能量,和从地球向外部(外太空)释放的能量,地球自身的能量,这三者满足近似的平衡:

   地球接受能量 ≈ 地球自身能量 + 地球释放的能量。

                         

   地球自身能量”增加,会导致大气运动加剧(极端恶劣天气增加)、气温升高。

   (1)在地表利用太阳能,能量的大多数还是留在地表,形成物质形变、转换为其它形式能量、变成进入大气的能量和。

   (2)风能过度开发,会导致地表风速降低,不利于地表蒸发散热,也有增加大气温度的倾向。

   所以,人类最终的首选能源:在外太空利用太阳能。其次是聚变核能。

   地表各种能源的利用,要考虑到它们对大气变暖(全球变化)的正面、反面影响。

                           

参考资料:

[1] 上海交通大学,2021-04-11,等你求解!上海交大携手《科学》杂志向全球发布125个科学问题

https://news.sjtu.edu.cn/mtjj/20210412/145693.html

http://www.edu.cn/rd/kexuetansuo/zui_xin_dong_tai/202104/t20210412_2095259.shtml

   Ecology 生态学

   1. Can we stop global climate change? 1.我们可以阻止全球气候变化吗?

   2. Where do we put all the excess carbon dioxide? 2.我们能把过量的二氧化碳存到何处?

[2] 全球变暖/Global warming/郑景云,中国大百科全书,第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=51049&Type=bkzyb&SubID=79368

   由于人类活动导致大气中温室气体增加,从而使全球尺度上地球表面平均温度和地表平均气温升高的现象。

[3] 温室气体/greenhouse gases/郑景云,中国大百科全书,第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=72049&Type=bkzyb&SubID=79367

   温室气体对太阳短波辐射吸收少但对地表长波辐射吸收强烈,并且向外重新放出红外辐射,因此它们能够促进全球变暖,这种现象称为温室效应。

   地球大气中的温室气体包括水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、臭氧(O3)、氟氯烃碳化物类(CFCs、HFCs、HCFCs)、全氟碳化物(PFCs)、六氟化硫(SF6)等。

[4] 全球变化受控实验研究/global change manipulative experiment/牛书丽,中国大百科全书,第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=153553&Type=bkzyb&SubID=113418

   国际地圈与生物圈计划(IGBP)定义的全球变化包括大气成分变化、土地利用与土地覆盖变化、全球气候变化、荒漠化和生物多样性丧失。人口增长是全球变化最主要的驱动因子。由于人类活动的影响,导致大气成分、土地利用与土地覆盖变化,引起全球气候变化、生物多样性丧失甚至土地荒漠化。

[5] 陈德旺,2022-12-02,如何应对气候变化危机?

https://blog.sciencenet.cn/blog-57940-1366166.html

                           

相关链接:

[1] 2022-12-02,感谢中国科学院《科学智慧火花》给贴出《大风风电与海水蓄能的可能思路》

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1366252.html

[2] 2013-08-16,[请教] 风电、光电等可再生能源的负面作用

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-717316.html

[3] 2020-01-13,风力发电机机械惯性的作用(张玺硕士学位论文,2015)

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1214056.html

                 

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https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1366657.html

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