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说起风力发电,首先我们需要讨论的风,让我们走进风的世界,共同讨论关于风的那些事。
(3)风切变
风切变反映的是风速随高度变化的函数关系。假设地表面不打滑,则地表面的风速为零,即零高度处的风速为零。描述风切变有两种方法:幂次法则和对数法则。
幂次法则
描述风速与高度关系的最常用方法是幂次法则。这种方法是一种工程近似,应用时需谨慎处理:
式中,v₂和v₁和分別是在高度h₂和h₁处的风速;指数γ称为风切变。
上表给出了对于不同的风切变,风速比与高度比的变化关系。
上图给出了风切变不同时的风速与高度的关系。
对数法则
外推计算风速,还可以用对数法则,该法则用了地表粗糙度,有
式中,Z。是粗糙度长度。如果已知v₁,则可以计算出v₂,同时可以计算出风切变:
所以,风切变由高度和粗糙度长度确定。
使用这种方法估算风速的时候,需要因为选择不同的粗糙度参数计算结果可能差异较大,所以必须慎重。
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