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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 一種雙垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 針對(duì)現(xiàn)有的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)能利用率偏低，造價(jià)高，安裝維護(hù)困難的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，能最大限度的利用風(fēng)能，提高效率，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低。
- 詳細(xì)介紹：
- 現(xiàn)有的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于葉片固定，葉片運(yùn)動(dòng)阻力較大，雖然有的葉片背部成流線型，但運(yùn)動(dòng)阻力仍不可小視，而本發(fā)明，葉片可以在風(fēng)力作用下自動(dòng)改變?nèi)~片的角度。迎風(fēng)半周時(shí)，葉片垂直于風(fēng)場(chǎng)，最大限度的利用風(fēng)能，逆風(fēng)半周時(shí)，葉片平行于風(fēng)場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)阻力極小，大大的提高了效率。此設(shè)計(jì)方案最大價(jià)值在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，風(fēng)能利用率高，，可以大功率運(yùn)行，效率高于現(xiàn)有的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。 一種雙垂軸（變矩）風(fēng)力發(fā)電機(jī)，見設(shè)計(jì)圖紙：包括發(fā)電機(jī)（7）、風(fēng)輪轂（6）和葉片（1），葉片（1）通過支架與風(fēng)輪轂（7）連接，所述支架是由風(fēng)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(duì)應(yīng)，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(cè)，葉片（1）一端設(shè)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(zhǎng)度b。本實(shí)用新型具有受風(fēng)阻力小，風(fēng)能利用率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，維護(hù)方便的特點(diǎn)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：針對(duì)現(xiàn)有的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)效率偏低，造價(jià)高的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，能最大限度的利用風(fēng)能，提高效率，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低。 基本思路，創(chuàng)新點(diǎn)，技術(shù)關(guān)鍵：風(fēng)輪和葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電效率大小的關(guān)鍵，此雙垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以在風(fēng)力作用下自動(dòng)改變?nèi)~片的角度，迎風(fēng)半周時(shí)垂直于風(fēng)場(chǎng)，最大限度的利用風(fēng)能，逆風(fēng)半周時(shí)平行于風(fēng)場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)阻力極小，大大的提高了效率。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 現(xiàn)有垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)與水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)比較：通過CFD模擬結(jié)果來(lái)看，垂直軸風(fēng)輪的風(fēng)能利用率不比水平軸的低，國(guó)外也有機(jī)構(gòu)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表明垂直軸風(fēng)輪的風(fēng)能利用率在40%以上。另外，在實(shí)際環(huán)境中風(fēng)向是經(jīng)常變化的，水平軸風(fēng)輪的迎風(fēng)面不可能始終對(duì)著風(fēng)，這就引起了“對(duì)風(fēng)損失”，而垂直軸風(fēng)輪則不存在這個(gè)問題，因此在考慮了對(duì)風(fēng)損失之后，垂直軸風(fēng)輪的風(fēng)能利用率完全有可能超過水平軸風(fēng)輪。本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)：現(xiàn)有的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于葉片固定，葉片運(yùn)動(dòng)阻力較大，雖然有的葉片背部成流線型，但運(yùn)動(dòng)阻力仍不可小視，而本發(fā)明，葉片可以在風(fēng)力作用下自動(dòng)改變?nèi)~片的角度。迎風(fēng)半周時(shí)，葉片垂直于風(fēng)場(chǎng)，最大限度的利用風(fēng)能，逆風(fēng)半周時(shí)，葉片平行于風(fēng)場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)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(fēng)力發(fā)電機(jī)的效率高。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2011年4月10日在某機(jī)構(gòu)由該機(jī)構(gòu)專家組成的鑒定小組進(jìn)行了會(huì)議鑒定。鑒定專家一致同意通過技術(shù)鑒定。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 商議
作品可展示的形式
- 模型，圖紙，現(xiàn)場(chǎng)演示，圖片，錄像等
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 風(fēng)電發(fā)電技術(shù)是具強(qiáng)勁競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展前景的一項(xiàng)可再生能源技術(shù)，將在能源供應(yīng)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。所以設(shè)計(jì)性能優(yōu)良的風(fēng)力發(fā)電機(jī)顯得尤為重要，此設(shè)計(jì)方案最大價(jià)值在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，風(fēng)能利用率高，可以大功率運(yùn)行，效率高于所有現(xiàn)有的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。本項(xiàng)目目前處于中試階段已完成發(fā)電機(jī)的框架模型，接下去的主要工作是將電機(jī)與框架模型結(jié)合進(jìn)行試驗(yàn)。
同類課題研究水平概述
- 旋轉(zhuǎn)軸是垂直的風(fēng)力發(fā)電機(jī)叫垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。21世紀(jì)初由中國(guó)、日本、歐洲幾乎同時(shí)發(fā)明的一種新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，有別于最早的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)（達(dá)里厄型），效率高于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，無(wú)噪音和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，維護(hù)簡(jiǎn)單。已成為歐美市場(chǎng)中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的首選，由于成本遠(yuǎn)低于目前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，必將逐步取代水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，成為世界新能源的主力軍。 第一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是良好的受風(fēng)多向性，在風(fēng)速不穩(wěn)定、風(fēng)向變化頻繁的地方，垂直軸風(fēng)力機(jī)有著更強(qiáng)的適應(yīng)性。 第二個(gè)優(yōu)勢(shì)是恒定的受力特性優(yōu)勢(shì)。由于垂直軸風(fēng)力機(jī)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(duì)長(zhǎng)；而水平軸風(fēng)力機(jī)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(shí)變化)，一方面對(duì)于葉片的疲勞強(qiáng)度非常不利，另一方面也制約著水平軸風(fēng)力機(jī)葉片尺寸的進(jìn)一步增大?？梢?，垂直軸風(fēng)力機(jī)有著向兆瓦級(jí)大型風(fēng)力機(jī)進(jìn)一步發(fā)展的潛力。 第三個(gè)優(yōu)勢(shì)是發(fā)電機(jī)安裝位置的優(yōu)勢(shì)。垂直軸風(fēng)力機(jī)更容易實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)，并允許它的發(fā)電機(jī)安裝在塔架的底部，方便安裝、控制和維護(hù)，同時(shí)減輕了塔架的重量和結(jié)構(gòu)負(fù)載；而水平軸風(fēng)力機(jī)的發(fā)電機(jī)通常都置于幾十米的高空，也給發(fā)電機(jī)的安裝、維護(hù)和檢修帶來(lái)了諸多不便?？梢姡怪陛S風(fēng)力機(jī)在安裝和維護(hù)成本上也遠(yuǎn)低于水平軸風(fēng)力機(jī)。 現(xiàn)有的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于葉片固定，葉片運(yùn)動(dòng)阻力較大，雖然有的葉片背部成流線型，但運(yùn)動(dòng)阻力仍不可小視，而本發(fā)明，葉片可以在風(fēng)力作用下自動(dòng)改變?nèi)~片的角度。迎風(fēng)半周時(shí)，葉片垂直于風(fēng)場(chǎng)，最大限度的利用風(fēng)能，逆風(fēng)半周時(shí)，葉片平行于風(fēng)場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)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(fēng)力發(fā)電機(jī)的效率高
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