定桨距叶片的安装角是可调的,为了达到高、低风速区最佳的功率输出曲线,可以调整叶片的安装角来适应风场的风况特性。 近几年在风电技术中出现的叶片贴条方法也可以改善叶片的气动性能。
利用失速调节升阻比的特性, 可以进行叶片功率控制。 由叶素理论可知,来流角φ=arctg( v/rω) ,当转速恒定,来流角随风速增大而增大,而叶片安装角不变则攻角必然增大,使失速加深,因而可以适当地调整攻角位置,保证满意的功率输出。 如公式 CL=CL( α) 所示,攻角的变化决定了升力系数的变化,而攻角与安装角 β的关系则是:α=φ- β,安装角增大则攻角减小,反之安装角减小则攻角增大。 因此可以通过增减叶片安装角来达到增减攻角的目的。安装角的改变会对叶片高、 低风速区气动性能产生不同的影响,高风速区输出功率随安装角增大而增大,而低风速区功率却会降低,因此需用风力机功率曲线与现场风速的概率密度分布对年输出功率计算比较后,最佳安装角要兼顾高、低风速区性能,使功率曲线幅度变化( 纵坐标) 和位移变化( 横坐标) 与年内风况相匹配,获取最高发电量。安装角调整后,需细心观测,既能满足功率要求,又不使风力机各项运行参数突破原设计最大指标,保证安全运行。
气流绕翼面流动时,由于黏滞性的作用, 在翼面附近的气流流速将小于主流区的流速,这层流速小于主流区流速的气层称为边界层,边界层分离是在翼面由突出变成平缓之后产生的,此时边界层内部的流动是扩压减速,在靠近壁面处的流体要克服相当大的摩擦力而消耗较多的动能, 在这种双重的阻滞作用下,靠近壁面附近的流体速度很快减小至停止前进,在正压梯度的作用下,壁面附近的流体做逆向流动,从而形成了边界层的分离,分离使流动失去翼型效应,翼型上侧气流速度下降、压力上升,上下表面压力差减小,升力下降,叶片进入失速。 叶片贴条通过改变叶片贴条区翼型和改变贴条区叶片表面粗糙的方法来改变叶片的气动性能。 如欲改善并提高高风速区叶片气动性能,贴条位置在叶片前缘部分迎风面方向:如果高风速区超发功率过大,可在叶片前缘的背风面贴条。 此外, 对贴条的材料、表面粗糙度、几何形状尺寸也要进行研究,这需要对现场贴条效果的试验对比后决定。
与贴条相比,叶片安装角的调整用于叶片功率控制,其方法更为简单快捷一些,但在某些特定的风场,由于受到地形及风况条件的限制,单纯的叶片安装角的调整仍不能取得令人满意的效果,则可以采用两种方法共同调整的方式。