聚風型風機

　　“山寨”一詞在中國的流行可以說是國人對創(chuàng)新能力不足的阿Q式自嘲。“山寨”一詞有一種譯法是“made in China”。而在國內(nèi)科技產(chǎn)品紛紛扛起“山寨”大旗的當下，清華大學等單位聯(lián)合研發(fā)的聚風型風力發(fā)電機卻異軍突起，或許它可以讓“made in China”首嘗“被山寨”滋味。
　　聚風型風力發(fā)電機的理論概念來源于日本。但隨后，日本并沒有研發(fā)出達到商用水平的產(chǎn)品，轉(zhuǎn)而從中國進口。
　　從中國進口的風機正是清華大學與江蘇中航動力控制有限公司聯(lián)合研制的聚風型風力發(fā)電機。
　　近日，記者從清華大學了解到，這套5千瓦的風機實現(xiàn)了100%國產(chǎn)化，目前已進行小批量生產(chǎn)，將在我國海南省風光互補等項目中進行批量試用，并已經(jīng)出口歐美日等國家。
　　技術(shù)開發(fā)總負責人、清華大學航天航空學院教授張興在接受《科學時報》記者采訪時介紹道，這種聚風型風力發(fā)電機采用了全新的概念，不僅在發(fā)電過程中沒有噪音，風能利用效率還大大提高，“1臺能頂3臺普通同直徑葉片的風機”。
　　據(jù)記者了解，這套完全由我國自主研發(fā)的風機產(chǎn)品不僅引起了普通用戶的興趣，還引起歐美發(fā)達國家一些科研單位的注意，并向生產(chǎn)商發(fā)出訂單。
　　關(guān)鍵技術(shù)被國外壟斷一直是中國風能產(chǎn)業(yè)的軟肋，也是我國風電裝機容量高速增長的重要隱患。
　　我國風能技術(shù)如何實現(xiàn)國產(chǎn)化突破？聚風型風力發(fā)電機正在給出答案。
　　100%國產(chǎn)的性能之王
　　2010年12月底，《科學時報》記者登上清華大學建筑設(shè)計研究院的屋頂。當走近這臺輪轂高度僅有5米、葉片直徑為2.5米的風機時，雖然葉片正在冬日的大風中飛轉(zhuǎn)，并且距離僅有幾米，卻聽不到絲毫的噪音。同時，與普通風機不同的是，這臺風機正在大風中不斷自動跟蹤風向。
　　風能雖然是綠色能源，但風機同時也是噪音源，一般情況下噪音很大。在美國，噪音污染就成為大眾反對風電發(fā)展的最主要因素。在其他某些國家，也常常因噪音導致的反對聲使得一些風場停止運行。在主張發(fā)展分布式屋頂風電的歐洲，安靜更是一個必備條件。
　　聚風型風力發(fā)電機是由聚風罩和葉片及控制系統(tǒng)組成，同普通風機的根本區(qū)別在于葉片外圍多了一圈聚風罩，而正是這個聚風罩使得風機噪音大減，并使其發(fā)電量大大提高。
　　據(jù)張興介紹，聚風罩能夠打碎來自葉片端部的漩渦，從而消除噪音。
　　在歐洲，屋頂風機的研發(fā)較為活躍，各式各樣的屋頂風機層出不窮，但真正實現(xiàn)商業(yè)化的并不多。清華大學等單位聯(lián)合研發(fā)的這套聚風型風機也是屋頂風機的一種，額定功率5千瓦，聚風罩直徑3.4米，可安置在住宅樓或者寫字樓的屋頂。一臺5千瓦風機提供的電力基本能夠滿足一棟普通別墅的需求。在各種屋頂風機中，聚風型風機是目前為止效率最高的。
　　聚風罩的原理來源于日本九州大學，是2000年以后才有的新概念。根據(jù)這個原理研制的風機具有它特有的優(yōu)越性。
　　張興舉例說，一次性紙杯去掉底就是一個聚風罩。聚風罩的作用在于加快風機葉片流道內(nèi)的風速，由于發(fā)電量和風速的3次方成正比，在相同尺寸的風輪直徑下，聚風型風機可以將輸出功率提高好幾倍。聚風罩越長，發(fā)電量越大。
　　不過考慮到商用推廣，聚風罩的長度也不宜過長，目前的5千瓦風機便在結(jié)構(gòu)緊湊的前提下實現(xiàn)了將風能利用效率提高到原來的3倍，即提高了200%。這對于連1個百分點都斤斤計較的能源領(lǐng)域來說，無疑是質(zhì)的飛躍。而普通風機如果要實現(xiàn)相同功率，葉片直徑需達到6. 4米。