风切边的影响因素
风切变是在地表摩擦力的作用下,不同高度的风速所表现出的随高度降低逐渐较弱的趋势,风切变的程度通常用风切变指数来衡量。
那大气稳定度又是怎么和风切变扯上关系的呢?这就得提到湍流了。湍流基本特征是流体微团运动的随机性,由于湍流的随机性,所以其运动方向是有多个方向的。而其中(垂直方向的)湍流(分量)会使不同高度的空气相互混合,实现动量和动能的交换,进而影响风切变的程度。
在大气处于不稳定状态时,不同高度的风速之间动量交换程度很高,风切变指数较小;相反,在大气处于稳定状态时,不同高度的风速之间动量交换程度较弱,风切变指数较大(此时的风切变主要受地形因素的影响)。
风切变对机组的影响
了解了这些之后,大家就可以理解为什么冬季的污染似乎更严重,这主要是因为大气稳定污染物不宜扩散。
但是,我们其实还可以知道更多,比如:冬季的风切变大于夏季,夜晚大于白天,阴天大于晴天。所以从这个角度来说,三北地区风切变注定是要小于南方低风速地区的,所以面向三北的机型也就没有必要把轮毂高度提得太高,而面向南方低风速地区的机型则必须更倾向于走高塔筒的路线。
再看欧洲,之所以国外厂家要追求高塔筒(Vestas的3.45MW最高已达到166米,参见《Vestas 3.3MW平台全新升级》,点击“阅读原文”查看),一方面说明人家基建的能力很强,但一方面也是受其特有环境(纬度较高、植被茂密与海洋气候等)影响的必然选择。
注意:当风速大于15m/s时,通常认为大气处于中性平衡状态,可千万要记住啊。