風能的利用一直是人類追求的夢想,隨著能源、環境問題的日益嚴峻,世界各國競相發展可再生能源,風力發電憑借其綠色環保、資源豐富、容易開發等優勢得到世界各國的廣泛重視。發電上網的要素為相序、電壓、頻率,缺一不可,風力發電之所以不能成為立即上網的主流電力能源,是因為風的強弱、用電負荷的大小決定風力發電機轉速的快慢,發電機轉速是無法穩定的,轉速不穩定頻率、電壓就不穩定,電的品質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,其轉換過程本身也需要消耗能量,直接影響了發電機效率,綜上所述:由于風力發電的隨機性、用電負荷的調節能力、發電的品質多難以得到有效的控制,無法與電網進行互動,自然成為上網條件的一個重大瓶頸。主要的發電方式為火力發電、水力發電、原子能發電、柴油發電,它們有個基本的共同點是發電機的轉速是恒定的,根據用電負荷的大小通過流量的調節來控制發電機的轉速,要求瞬間響應,電的品質才能得到保證,整個發電過程完全處于受控狀態。所以業內人士稱風能為“垃圾”能源。
本發明的目的是:提出一種具有穩恒輸出轉速的噴氣式風力發電機,發出的電為頻率穩定的三相交流高壓電,可直接上網。
本項目巧妙的運用了空氣動力學和杠桿原理,風力發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)調節始終圍繞著發電機所設定的速度。通過發電機的轉速傳感器,自動調節噴氣機氣流速度的反沖力,對風力發電機的轉速進行補償,將發電機的轉速恒定在所設定的轉速上,同時根據風級和用電負荷的大小進行自動巡航,從而使發電機效率實現最大化和正常化,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風力發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的條件,發出的電為穩頻的三相交流高壓電,可直接供電上網,其發電過程及調節方法與火力發電有異曲同工之妙,打破了風力發電產業受制于自然界的格局,是真正意義上的,可靠的,與火力發電相媲美的清潔能源。本項目大大縮小了發電機的體積,無需逆變器等電器設施,并縮短了葉片的長度,提高了發電機的效率,大幅度地降低了運營成本,對風電產業的發展方向具有重大的意義,本項目也是我國乃至全球風電產業開創性的知識產權的零突破。
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風力發電機功率、效率的最大化和正?;瑖姎鈾C所耗的電量為發電量的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10兆瓦。本項目發電裝置對地域的條件不再苛刻,可實現并網和離網發電,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,世界風能協會主席阿尼爾.凱恩蒞臨我公司風能展廳。噴氣式風力發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,倍受中外業內人士的高度關注。我公司已對該項目進行研發和市場運作,預計三年內實現產業化,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電機專利

圖為:阿尼爾.凱恩了解噴氣式風力發電機專利

圖為:受關注的火爆場面

圖為:受關注的火爆場面
圖為:噴氣式風力發電機圖
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