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(jī)我們應(yīng)該在風(fēng)電機(jī)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(yùn)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，還可能會岀現(xiàn)產(chǎn)能不足的問題。所以我們要在風(fēng)電機(jī)的普及推廣上下功夫，大幅提高風(fēng)電機(jī)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(jī)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)、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?，F(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(jī)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(jī)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(bǔ)上這一課，加強(qiáng)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(jī)的微風(fēng)發(fā)電能力。風(fēng)變小了，我們的風(fēng)電機(jī)該怎樣變？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瀅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。江瀅說，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，江瀅發(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(jī)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?，海邊的海燕翅膀窄而長。利用柔性智能葉片可開發(fā)出微風(fēng)高效新型風(fēng)電機(jī)，葉片重量可以減輕80%以上，葉片可以增大受風(fēng)面積2~3倍。這種風(fēng)電機(jī)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(dá)到滿負(fù)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(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，避免強(qiáng)沖擊電流的產(chǎn)生，保證并網(wǎng)的穩(wěn)定性。這種陸地使用的微風(fēng)高效新出；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(jī)功率的變化?，F(xiàn)有風(fēng)電機(jī)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(qiáng)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(jī)單獨(dú)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?，F(xiàn)有葉片在高風(fēng)速時，會產(chǎn)生強(qiáng)風(fēng)載，會變的不穩(wěn)定，難以控制，造成風(fēng)電機(jī)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(jī)的安全。而微風(fēng)高效新型風(fēng)電機(jī)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(jī)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(jī)在大風(fēng)情況下相對穩(wěn)定的并網(wǎng)狀態(tài)。申請?zhí)枺?00810223694申請日：2008/10/08公開日：2009/04/22公告日：公開號：101413482公告號：授權(quán)日：授權(quán)公告日：專利類別：發(fā)明國