我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)急需發(fā)展的三大技術(shù)

1、我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)急需發(fā)展的三大技術(shù)我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)急需發(fā)展的三大技術(shù)（一）陸地微風(fēng)高效新型風(fēng)電機我們應(yīng)該在風(fēng)電機的推廣普及上尋找突破口”，我國地域遼闊，急需用電、大量用電的地方很多，任何山區(qū)、草原、邊防站、海島、勘探單位、企業(yè)廠礦，冶煉單位等，這些地方蘊藏著巨大的開發(fā)空間，如果這些市場得到開發(fā)，都用上大型風(fēng)電設(shè)備，不但可以使這些風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能得到釋放，還可能會出現(xiàn)產(chǎn)能不足的問題。所以我們要在風(fēng)電機的普及推廣上下功夫，大幅提高風(fēng)電機微風(fēng)發(fā)電性能，適合在全國各地推廣；大幅降低風(fēng)電機成本，使風(fēng)電成本小于火電和水電，提高風(fēng)電的競爭能力。我們知道葉片的設(shè)計制造是一個復(fù)雜的多學(xué)科綜合工程，包含有空氣動力學(xué)、

2、結(jié)構(gòu)動力學(xué)、材料力學(xué)、材料學(xué)、彈性力學(xué)、數(shù)學(xué)當(dāng)量計算、風(fēng)載荷特性等知識。現(xiàn)在的風(fēng)輪葉片是根據(jù)空氣動力學(xué)原理，參照直升飛機的漿葉形狀設(shè)計的，不是風(fēng)直接吹動葉片，而是靠風(fēng)吹過葉片正反面空氣流動的速度不同，產(chǎn)生一定的壓力差形成推力。這種結(jié)構(gòu)在微風(fēng)狀態(tài)下，空氣動力性能肯定是很弱的，就象飛機速度低沒有升力一樣，在這種狀態(tài)下起決定作用的主要是結(jié)構(gòu)動力性能，就是受風(fēng)面積的大小，決定著獲得風(fēng)力的大小。而結(jié)構(gòu)動力性能在目前的葉片設(shè)計中沒有得到應(yīng)有的重視，我們應(yīng)該補上這一課，加強對葉片的結(jié)構(gòu)動力性能的研究和設(shè)計，大幅提高葉片的受風(fēng)面積，降低葉片的重量，大幅提高風(fēng)電機的微風(fēng)發(fā)電能力。風(fēng)變小了，我們的風(fēng)電機該怎樣變？

3、這個問題是我們必須面對的問題，隨著地球環(huán)境的變暖，風(fēng)越來越小了，大風(fēng)的頻率也越來越少了，這些我們都可以明顯感覺到。國家氣候中心高級工程師江澧曾到輝騰錫勒等國內(nèi)幾家起步較早的風(fēng)電場考察，電場工作人員對于風(fēng)的減弱已經(jīng)有了直觀感受。江澧說，除了測風(fēng)儀留下的歷史記錄，寒潮、沙塵暴、溫帶氣旋等天氣事件的逐年減少，也都是風(fēng)速減小的佐證。此次研究中，江澧發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象，即在風(fēng)能資源相對匱乏的內(nèi)陸地區(qū)，無風(fēng)的日子減少了，風(fēng)速在4米/秒8米/秒之間的和風(fēng)日數(shù)反倒增加了。因此，發(fā)展適合陸地使用的微風(fēng)高效型風(fēng)電機是我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。因為現(xiàn)有葉片是以空氣動力性能為基礎(chǔ)設(shè)計的，低風(fēng)速情況下空氣動力性能肯定很

4、弱，又如何來提高風(fēng)能的輸出呢？因此提高微風(fēng)發(fā)電性能的主要出路在于改變?nèi)~片結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)動力性能。就像風(fēng)箏有風(fēng)會飛，不是靠結(jié)構(gòu)的空氣動力性能，而是靠結(jié)構(gòu)的受風(fēng)面積產(chǎn)生升力；以鳥的翅膀為例也能說明這個問題，陸地上的雄鷹翅膀?qū)挾螅＿叺暮Ｑ喑岚蛘L。利用柔性智能葉片可開發(fā)出微風(fēng)高效新型風(fēng)電機，葉片重量可以減輕80%以上，葉片可以增大受風(fēng)面積23倍。這種風(fēng)電機一級風(fēng)就能啟動，二三四級風(fēng)就能很好發(fā)電，五級風(fēng)就可以達到滿負荷，六級風(fēng)以上隨著風(fēng)速的增大，葉片的風(fēng)載會逐漸減小，發(fā)電功率也會逐漸減小，可以完全避免葉片產(chǎn)生高風(fēng)載，可以保證風(fēng)電機運行平穩(wěn)，避免強沖擊電流的產(chǎn)生，保證并網(wǎng)的穩(wěn)定性。這種陸地使用的微

5、風(fēng)高效新型風(fēng)電機，可以大幅提高發(fā)電量23倍，并附加慣性儲能裝置，保證風(fēng)電機具有良好的并網(wǎng)穩(wěn)定性，并且風(fēng)電機成本大幅降低60%以上,基本實現(xiàn)免維護，讓人人都敢用，人人都好用，壽命可達30年，并可以實現(xiàn)在三年內(nèi)收回投資，一次投資可享受20多年的收益，“風(fēng)車一轉(zhuǎn)，黃金萬兩”將變?yōu)楝F(xiàn)實。也可以使風(fēng)電的價格低于火電和水電的價格，并網(wǎng)將不再是難事，反而會由于風(fēng)電的價格低，而多利用風(fēng)電，這將會使風(fēng)電的收益大幅提高，會更大的激發(fā)人們開發(fā)風(fēng)電的積極性，會使我國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)生飛躍式發(fā)展。我們通過一個數(shù)據(jù)計算來說明這個問題。一個千萬千瓦級風(fēng)電場會有5000臺左右的風(fēng)電機組，如此巨大的風(fēng)電場將延綿數(shù)百公里，我們知道風(fēng)

6、速的大小和方向會隨時在變化，風(fēng)是有波動性的，間隔時間較長的稱為陣風(fēng)，我們根據(jù)浪涌原理來計算風(fēng)電場產(chǎn)生沖擊電流的大小，浪涌原理就是一排浪產(chǎn)生的能量，不會因為波谷的存在而抵消，會一直向前傳輸，我們設(shè)定風(fēng)電場中風(fēng)電機的排列是均勻的，設(shè)定在陣風(fēng)的作用下，有100臺風(fēng)電機受到風(fēng)速變化的影響，我們選取2.5MW風(fēng)電機數(shù)據(jù)進行計算，風(fēng)電機的牌子是德國Nordex公司N80,我們?nèi)≥^低數(shù)據(jù)，當(dāng)風(fēng)速5m/s,功率是120kw,當(dāng)風(fēng)速6m/s,功率是248kw。當(dāng)風(fēng)速變化為1m/s時，功率的變化是128kw,如果按100臺風(fēng)電機計算，功率變化值就達12800kw,這一萬千瓦的沖擊能量會在電路中持續(xù)一段時間，時間的

7、長短就是這陣風(fēng)移出風(fēng)電場的時間，在這段時間內(nèi)還有第二陣風(fēng)，第三陣風(fēng)第n陣風(fēng)形成沖擊電流，電路中總的沖擊電流就是n個沖擊電流之和。幾萬千瓦的沖擊能量不知道要多強大的智能電網(wǎng)才能承受？而且這個計算值已經(jīng)很小了，我們是按低風(fēng)速，小的變化量進行計算的，實際的風(fēng)速變化要大很多，而且風(fēng)向的變化對風(fēng)電機功率的影響比風(fēng)速還要大。所以，實際使用中的沖擊能量要比這個值大很多，將是非常驚人的，我們必須認(rèn)真對待。因此解決并網(wǎng)問題，并不是建成一個智能電網(wǎng)那么簡單，而是一項系統(tǒng)工程。目前，內(nèi)蒙古風(fēng)電輸出難問題已引起國家能源局的關(guān)注，這個問題也是三北”（西北、東北、華北）地區(qū)風(fēng)電基地的共性問題，關(guān)系到我國新能源建設(shè)的大局。

8、有些專家、部門認(rèn)為風(fēng)電是垃圾電源也不是沒有根據(jù)，歐美風(fēng)電技術(shù)發(fā)展了幾十年，從定漿距控制技術(shù)發(fā)展到變漿距，又發(fā)展到變轉(zhuǎn)速控制技術(shù)，但仍沒有解決風(fēng)電機的并網(wǎng)穩(wěn)定性問題。現(xiàn)有風(fēng)電機風(fēng)小的時候還可以保持輸出功率的穩(wěn)定，但發(fā)電量很低；當(dāng)風(fēng)變大時風(fēng)電機的輸出功率會變的越來越不穩(wěn)定，產(chǎn)生的沖擊電流甚至?xí)﹄娋W(wǎng)的安全造成威脅，這些問題都是客觀存在的，我們必須正確面對?，F(xiàn)有風(fēng)電技術(shù)并不完善，歐美風(fēng)電技術(shù)也不適合大規(guī)模并網(wǎng)使用，我們要建成陸地三峽”必須根據(jù)我國國情采用新的風(fēng)電技術(shù)和新的措施。首先要采用微風(fēng)高效新型風(fēng)電機技術(shù)，根據(jù)我國陸地風(fēng)速的特點，大幅提高陸地風(fēng)速范圍38米/秒的發(fā)電量，這樣可以保證白天用電高峰期

9、有大量的風(fēng)電輸出，也可以保證全年有大部分時間有風(fēng)電輸出；這樣可以大幅減輕調(diào)峰的壓力，減少調(diào)峰的投資。我們知道風(fēng)是有波動性的，有波峰，也有波谷，間隔時間較長的稱為陣風(fēng)，風(fēng)速的變化必然引起風(fēng)電機功率的變化。現(xiàn)有風(fēng)電機是利用葉片的慣性能量來平滑功率的波動，在低風(fēng)速的情況下起作用，在高風(fēng)速情況下慣性力與強大的風(fēng)載相比，好比雞蛋與石頭，無法與之相抗衡。而微風(fēng)高效新型風(fēng)電機單獨附加了慣性儲能裝置，利用慣性儲能裝置可以有效起到削峰填谷的作用，這樣對穩(wěn)定功率輸出是非常有幫助的，也使現(xiàn)有的低電壓穿越問題迎刃而解。現(xiàn)有葉片在高風(fēng)速時，會產(chǎn)生強風(fēng)載，會變的不穩(wěn)定，難以控制，造成風(fēng)電機功率的急劇變化，對并網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的威脅，甚至?xí)绊戯L(fēng)電機的安全。而微風(fēng)高效新型風(fēng)電機具有高風(fēng)速卸載功能，當(dāng)風(fēng)速超過五級時，可以通過葉片變形逐漸卸載，不會產(chǎn)生大的沖擊電流，也可以保證風(fēng)電機的安全，并且還有慣性儲能裝置起到緩沖和儲能的作用，因此可以保證風(fēng)電機在大風(fēng)情況下相對穩(wěn)定的并網(wǎng)狀態(tài)。申請?zhí)枺?00810223