基本信息
- 項目名稱：
- 一種雙垂直軸風力發(fā)電機
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 針對現(xiàn)有的水平軸風力發(fā)電機風能利用率偏低，造價高，安裝維護困難的缺點，設計了一種垂直軸風力發(fā)電機，能最大限度的利用風能，提高效率，并且結構簡單、造價低。
- 詳細介紹：
- 現(xiàn)有的垂直軸風力發(fā)電機由于葉片固定，葉片運動阻力較大，雖然有的葉片背部成流線型，但運動阻力仍不可小視，而本發(fā)明，葉片可以在風力作用下自動改變?nèi)~片的角度。迎風半周時，葉片垂直于風場，最大限度的利用風能，逆風半周時，葉片平行于風場，運動阻力極小，大大的提高了效率。此設計方案最大價值在于結構簡單，造價低，風能利用率高，，可以大功率運行，效率高于現(xiàn)有的垂直軸風力發(fā)電機。 一種雙垂軸（變矩）風力發(fā)電機，見設計圖紙：包括發(fā)電機（7）、風輪轂（6）和葉片（1），葉片（1）通過支架與風輪轂（7）連接，所述支架是由風輪轂（6）向外伸展的上橫梁（2）、下橫梁（5）、垂直軸（4）和限定軸（3）組成，上橫梁（2）和下橫梁（5）上、下對應，在上橫梁（2）、下橫梁（5）之間固定有垂直軸（4）和限定軸（3），限定軸（3）在垂直軸（4）內(nèi)側，葉片（1）一端設有銷孔，葉片（1）通過銷孔與垂直軸（4）鉸接，垂直軸中心線（8）和限定軸中心線（9）之間的間距a短于垂直軸中心線（8）與葉片自由端邊線（10）的長度b。本實用新型具有受風阻力小，風能利用率高，結構簡單，成本低廉，維護方便的特點。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 目的：針對現(xiàn)有的水平軸風力發(fā)電機效率偏低，造價高的缺點，設計了一種垂直軸風力發(fā)電機，能最大限度的利用風能，提高效率，并且結構簡單、造價低。 基本思路，創(chuàng)新點，技術關鍵：風輪和葉片是風力發(fā)電機發(fā)電效率大小的關鍵，此雙垂直軸風力發(fā)電機可以在風力作用下自動改變?nèi)~片的角度，迎風半周時垂直于風場，最大限度的利用風能，逆風半周時平行于風場，運動阻力極小，大大的提高了效率。
科學性、先進性
- 現(xiàn)有垂直軸風力發(fā)電機與水平軸風力發(fā)電機比較：通過CFD模擬結果來看，垂直軸風輪的風能利用率不比水平軸的低，國外也有機構經(jīng)過實驗表明垂直軸風輪的風能利用率在40%以上。另外，在實際環(huán)境中風向是經(jīng)常變化的，水平軸風輪的迎風面不可能始終對著風，這就引起了“對風損失”，而垂直軸風輪則不存在這個問題，因此在考慮了對風損失之后，垂直軸風輪的風能利用率完全有可能超過水平軸風輪。本發(fā)明對比現(xiàn)有垂直軸風力發(fā)電機的優(yōu)勢：現(xiàn)有的垂直軸風力發(fā)電機由于葉片固定，葉片運動阻力較大，雖然有的葉片背部成流線型，但運動阻力仍不可小視，而本發(fā)明，葉片可以在風力作用下自動改變?nèi)~片的角度。迎風半周時，葉片垂直于風場，最大限度的利用風能，逆風半周時，葉片平行于風場，運動阻力極小，大大的提高了效率。綜上所述，本發(fā)明要比各種類型的垂直軸風力發(fā)電機的效率高。
獲獎情況及鑒定結果
- 2011年4月10日在某機構由該機構專家組成的鑒定小組進行了會議鑒定。鑒定專家一致同意通過技術鑒定。
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 商議
作品可展示的形式
- 模型，圖紙，現(xiàn)場演示，圖片，錄像等
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 風電發(fā)電技術是具強勁競爭力和發(fā)展前景的一項可再生能源技術，將在能源供應中發(fā)揮越來越重要的作用。所以設計性能優(yōu)良的風力發(fā)電機顯得尤為重要，此設計方案最大價值在于結構簡單，造價低，風能利用率高，可以大功率運行，效率高于所有現(xiàn)有的垂直軸風力發(fā)電機。本項目目前處于中試階段已完成發(fā)電機的框架模型，接下去的主要工作是將電機與框架模型結合進行試驗。
同類課題研究水平概述
- 旋轉軸是垂直的風力發(fā)電機叫垂直軸風力發(fā)電機。21世紀初由中國、日本、歐洲幾乎同時發(fā)明的一種新型風力發(fā)電機，有別于最早的垂直軸風力發(fā)電機（達里厄型），效率高于水平軸風力發(fā)電機，無噪音和轉向機構，維護簡單。已成為歐美市場中小型風力發(fā)電機的首選，由于成本遠低于目前的風力發(fā)電機，必將逐步取代水平軸風力發(fā)電機，成為世界新能源的主力軍。 第一個優(yōu)勢就是良好的受風多向性，在風速不穩(wěn)定、風向變化頻繁的地方，垂直軸風力機有著更強的適應性。 第二個優(yōu)勢是恒定的受力特性優(yōu)勢。由于垂直軸風力機慣性力與重力的方向始終不變，所受的是一恒定載荷，因而葉片疲勞壽命相對長；而水平軸風力機葉片收到重力和慣性力的雙重作用(重力方向不變，慣性力方向隨時變化)，一方面對于葉片的疲勞強度非常不利，另一方面也制約著水平軸風力機葉片尺寸的進一步增大?？梢姡怪陛S風力機有著向兆瓦級大型風力機進一步發(fā)展的潛力。 第三個優(yōu)勢是發(fā)電機安裝位置的優(yōu)勢。垂直軸風力機更容易實現(xiàn)直接驅(qū)動，并允許它的發(fā)電機安裝在塔架的底部，方便安裝、控制和維護，同時減輕了塔架的重量和結構負載；而水平軸風力機的發(fā)電機通常都置于幾十米的高空，也給發(fā)電機的安裝、維護和檢修帶來了諸多不便?？梢姡怪陛S風力機在安裝和維護成本上也遠低于水平軸風力機。 現(xiàn)有的垂直軸風力發(fā)電機由于葉片固定，葉片運動阻力較大，雖然有的葉片背部成流線型，但運動阻力仍不可小視，而本發(fā)明，葉片可以在風力作用下自動改變?nèi)~片的角度。迎風半周時，葉片垂直于風場，最大限度的利用風能，逆風半周時，葉片平行于風場，運動阻力極小，大大的提高了效率。綜上所述，本發(fā)明比各種類型的垂直軸風力發(fā)電機的效率高
