風能的利用一直是人類追求的夢想,隨著能源、環(huán)境問題的日益嚴峻,世界各國競相發(fā)展可再生能源,風力發(fā)電憑借其綠色環(huán)保、資源豐富、容易開發(fā)等優(yōu)勢得到世界各國的廣泛重視。發(fā)電上網(wǎng)的要素為相序、電壓、頻率,缺一不可,風力發(fā)電之所以不能成為立即上網(wǎng)的主流電力能源,是因為風的強弱、用電負荷的大小決定風力發(fā)電機轉速的快慢,發(fā)電機轉速是無法穩(wěn)定的,轉速不穩(wěn)定頻率、電壓就不穩(wěn)定,電的品質(zhì)和效率就無法得到保障。當然還有一個不利因素,只能通過機械能轉換為直流電能、甚至轉換成化學能,再通過逆變器或換流器上網(wǎng),其轉換過程本身也需要消耗能量,直接影響了發(fā)電機效率,綜上所述:由于風力發(fā)電的隨機性、用電負荷的調(diào)節(jié)能力、發(fā)電的品質(zhì)多難以得到有效的控制,無法與電網(wǎng)進行互動,自然成為上網(wǎng)條件的一個重大瓶頸。主要的發(fā)電方式為火力發(fā)電、水力發(fā)電、原子能發(fā)電、柴油發(fā)電,它們有個基本的共同點是發(fā)電機的轉速是恒定的,根據(jù)用電負荷的大小通過流量的調(diào)節(jié)來控制發(fā)電機的轉速,要求瞬間響應,電的品質(zhì)才能得到保證,整個發(fā)電過程完全處于受控狀態(tài)。所以業(yè)內(nèi)人士稱風能為“垃圾”能源。
本發(fā)明的目的是:提出一種具有穩(wěn)恒輸出轉速的噴氣式風力發(fā)電機,發(fā)出的電為頻率穩(wěn)定的三相交流高壓電,可直接上網(wǎng)。
本項目巧妙的運用了空氣動力學和杠桿原理,風力發(fā)電機葉片的末端裝有噴氣機,噴氣機為透平葉片電動風機,噴氣機的進氣口和出氣口的方向與葉片終端的線速度相同。噴氣機的氣流(轉速)調(diào)節(jié)始終圍繞著發(fā)電機所設定的速度。通過發(fā)電機的轉速傳感器,自動調(diào)節(jié)噴氣機氣流速度的反沖力,對風力發(fā)電機的轉速進行補償,將發(fā)電機的轉速恒定在所設定的轉速上,同時根據(jù)風級和用電負荷的大小進行自動巡航,從而使發(fā)電機效率實現(xiàn)最大化和正?;?,也就是說在自然風不足和過大、用電負荷波動的情況下,通過噴氣機的氣流呈漸強—漸弱、正向或反向的助推或阻尼進行有效補償。當然,噴氣機的作用力是根據(jù)風力發(fā)電機所設定的轉速進行模糊控制,轉速自動跟蹤補償。由于該發(fā)電機的轉速得到了有效的控制,完全滿足并符合直接供電上網(wǎng)的條件,發(fā)出的電為穩(wěn)頻的三相交流高壓電,可直接供電上網(wǎng),其發(fā)電過程及調(diào)節(jié)方法與火力發(fā)電有異曲同工之妙,打破了風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)受制于自然界的格局,是真正意義上的,可靠的,與火力發(fā)電相媲美的清潔能源。本項目大大縮小了發(fā)電機的體積,無需逆變器等電器設施,并縮短了葉片的長度,提高了發(fā)電機的效率,大幅度地降低了運營成本,對風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向具有重大的意義,本項目也是我國乃至全球風電產(chǎn)業(yè)開創(chuàng)性的知識產(chǎn)權的零突破。
本項目的噴氣裝置通過付出較小的電力,可在風級為3—12級的條件下能夠實現(xiàn)風力發(fā)電機功率、效率的最大化和正?;?,噴氣機所耗的電量為發(fā)電量的0.5—2%,在一定風力的范圍完全不消耗能量,單機最大裝機容量可實現(xiàn)10兆瓦。本項目發(fā)電裝置對地域的條件不再苛刻,可實現(xiàn)并網(wǎng)和離網(wǎng)發(fā)電,有利于風電的普及。只有以清潔能源為主,其他能源為輔,我們的明天才會更美好。
我公司應邀參加2011年4月8日舉行的第五屆中國(上海)國際風能博覽會,世界風能協(xié)會主席阿尼爾.凱恩蒞臨我公司風能展廳。噴氣式風力發(fā)電機成為本次博覽會的一大亮點,是該領域的一項重大突破,倍受中外業(yè)內(nèi)人士的高度關注。我公司已對該項目進行研發(fā)和市場運作,預計三年內(nèi)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,為打造“風谷”而不懈努力。

圖為:阿尼爾.凱恩了解噴氣式風力發(fā)電機專利

圖為:阿尼爾.凱恩了解噴氣式風力發(fā)電機專利

圖為:受關注的火爆場面

圖為:受關注的火爆場面
圖為:噴氣式風力發(fā)電機圖
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