提纲:联合聚风超大功率风力发电机组可带来风力发电全新方式与效益,其采用分风与联合聚风的方式、采用“伞式桨叶伸缩调控系统”的上下简单移动控制,可调控桨轮风轮各个桨叶的幅面伸展长短,实现启动、调频、刹车调节,其直接驱动多发电机的传动系统可形成多级出力能力及调控;其使系统结构大幅度简化,效率与出力能力大幅度提高。
内容:风力发电是开发可再生能源的重点领域,风能资源广泛,风力发电过程无任何消耗和污染物体产生,因此实现风力发电低成本、规模化开发应用可形成巨大的商机和经济社会效益。但从当前中国的风电市场看,一方面面临巨大机遇,一方面面临严峻挑战。
当前风力发电实现规模化开发需要解决的技术问题主要有:①需要实现风电机组的大功率出力能力设计,以提高风电产业规模化开发应用能力;②需要大幅度降低风力发电机组的制造成本;③需要有效提高机组的运行效率和风能利用能力;④因为现有风电机组的技术起源地在欧洲,那里没有台风(飓风)的气流形态,没有高寒冷温度对机组高分子材料形成的超低温破坏影响,因此在中国及世界许多国家地区进行风力发电的有效开发,风电机组还必须有避免与消除上述气候状况影响的创新技术作为支持。
全新类型设计的“联合聚风超大功率风力发电机组”(下简称:联合聚风机组)发明专利技术在解决上述四大技术需求问题的探索创新中形成了独特的综合优势群。
1、工作原理概述
联合聚风机组是将多个长菱形设计形态的“分风式风力发电机组”(下简称:分风机组)间隔并列联合设置,因此在相邻间隔设置的各个长◇形机组的两侧,均可形成由分风机舱分风与其相互影响聚风形成的聚风过流通道,形成相互聚风的效果。而立式双桨轮风轮的桨叶正好并列处于聚风过流通道中,从而使聚集风力持续不断地切向冲击桨轮风轮的最大力矩处,推动其旋转形成最大出力能力转换。
“分风机组”是由立式双桨轮风轮相互齿合联合构成,并可通过并列设置的机组相互联合,使若干个机组实现联合联动的一体化出力态势。可通过<>形聚风斜面的双向合并天然构成机组的设备间(分风机舱);其通过“伞式桨叶伸缩调控系统”的上下简单移动控制,可简单、准确、快速、有效地整体调控桨轮风轮各个桨叶的伸展幅面,实现微风启动、随风调频与刹车减力的控制。
分风机舱为面对风向的完全固定形态,其对风方法是利用自然界风力路径直线来回运动的特点,通过桨轮风轮正、反旋转方向的调节变化适应风力方向的整体变化,因聚风通道有顺风作用,桨轮风轮对风向又没有特别严格的要求,因此在风向小角度左右偏离主线方向的情况下,不会对机组运行产生任何影响(注:自然界绝大多数地区风向运动的偏离角度均不会大,在容许的范围内)。
2、主要创新结构及其功效
立式双桨轮风轮
桨轮风轮是联合聚风机组的乘风出力部件,其由立式双桨轮风轮相互齿合联合构成,桨轮风轮由桨轮辊及在其上设置的若干个伸展桨叶构成。桨叶为可向桨轮辊内移动收缩的活动形态设计,通过“伞式桨叶伸缩调控系统”的上下简单移动控制,可准确、快速、有效、整体地调控桨轮风轮各个桨叶的幅面伸展长短,在机组出现故障、发电机过载、频率超标时,可通过风轮各个桨叶的同时内移缩小幅面的方式,实现机组减力刹车与随时调频(与现有机组的转桨顺桨调控作用结果相同),多数情况下伸缩桨叶操作还可与多个发电机设置形成的梯级出力能力进行配合。