新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)

一、技術(shù)原理

　　該技術(shù)采用空氣洞力學(xué)原理，針對垂直軸旋轉(zhuǎn)的風(fēng)洞模擬，葉片選用了飛機(jī)翼形形狀，在風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，它不會(huì)受到因變形而改變效率等；它用垂直直線4-5個(gè)葉片組成，由4角形或5角形形狀的輪轂固定、連接葉片的連桿組成的風(fēng)輪，由風(fēng)輪帶動(dòng)稀土永磁發(fā)電機(jī)發(fā)電送往控制器進(jìn)行控制，輸配負(fù)載所用的電能。

　　該技術(shù)原理根據(jù)空氣片條理論，實(shí)際計(jì)算可選取垂直風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的切面進(jìn)行計(jì)算模型，按葉片實(shí)際尺寸，每個(gè)葉片的旋轉(zhuǎn)軸心距離為N米；用CFD技術(shù)進(jìn)行模擬氣動(dòng)系數(shù)計(jì)算，計(jì)算原理采用離散數(shù)字方法求解翼形斷面的氣動(dòng)力，用網(wǎng)格方法對雷諾數(shù)流動(dòng)渦量分布比較形成高雷諾數(shù)下對Navier-Stokes方程進(jìn)行數(shù)字模擬計(jì)算的原理結(jié)果。

　　采用稀土永磁材料發(fā)電的原理，配套與空氣洞力學(xué)原理的風(fēng)輪，采用直驅(qū)式結(jié)構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)發(fā)電。

　　專利技術(shù)：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)（專利號(hào)：ZL200420081310.2）　

二、功率特性

　　根據(jù)H型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速上升速度提高較快（力矩上升速度快），它的發(fā)電功率上升速度也相應(yīng)變快，發(fā)電曲線變得飽滿（如下圖）。在同樣功率下，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的額定風(fēng)速較現(xiàn)有水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)要小，并且它在低風(fēng)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)電量也較大。

三、結(jié)構(gòu)

　　由于此種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)采用了特殊空氣洞力學(xué)原理、三角形向量法的連接方式以及直驅(qū)式結(jié)構(gòu)的原理，使得風(fēng)輪的受力主要集中于輪轂上，因此抗風(fēng)能力較強(qiáng)；此種設(shè)計(jì)的特性還體現(xiàn)在對周圍環(huán)境的影響上，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無噪音以及電磁干擾小等特點(diǎn)使得新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)優(yōu)越性非常明顯。

　　垂直軸直線葉片永磁發(fā)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　附：現(xiàn)有垂直軸風(fēng)力發(fā)電電源比較：

　　目前，生產(chǎn)該類型垂直軸風(fēng)力發(fā)電電源系統(tǒng)產(chǎn)品最多的是日本（2002年開始研究），還有英國、加拿大等國目前也在研制中，這些國家的大部分產(chǎn)品在風(fēng)輪設(shè)計(jì)當(dāng)中采用平行連接桿，這種方式對發(fā)電機(jī)輸出軸要求較高，并且結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，現(xiàn)場安裝程序也偏多。另外，從力學(xué)方面分析，H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率越大、葉片越長、平行桿的中心點(diǎn)與發(fā)電機(jī)軸的中心點(diǎn)距離越長，抗風(fēng)能力就越差，因此，MUCE采取的是三角形向量法，彌補(bǔ)了上述的一些缺點(diǎn)。