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水平轴风电叶片变形装置的设计

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来源: 作者: 2018-10-26 13:16:55

水平轴风电叶片变形装置的设计

导读:

经济效益预计:风力发电总投资增加3%,在风电场就能使叶片变形,风电量可多20%,一年内回收所增投资;变形装置生产税后利润为成本的一倍。

前言:根据4月7至9日第13届世界风能大会上资深专家们的合理意见,现已将该装置样机设计进一步改进。本文是对在大会上相应发言的修改稿。  经济效益预计:风力发电总投资增加3%,在风电场就能使叶片变形,风电量可多20%,一年内回收所增投资;变形装置生产税后利润为成本的一倍。  1项目背景  为提高风能利用系数,近年出现了中低风速时面积变大、高风速时面积变小的各种新式叶片,例如,折叠式叶片(国电联合动力公司和清华大学的不同专利申请)、纵向伸缩式叶片(叶片根部伸缩,华锐风电公司的授权专利)和横向伸缩式叶片(叶片中部横向伸缩,西安交通大学的专利申请)。  2项目技术先进性  本专利水平轴式风力机变形叶片(简称变形叶片,示意图见图1),是一种大中型叶片,它有主叶片和副叶片,主叶片和副叶片可以相对移动其位置,从而变化叶片表面积大小,其特征在于:副叶片与绳索相连接,绳索由定滑轮限位转向,副叶片是在绳索的作用下,沿着主叶片纵方向相对移动其位置的。副叶片可以是围绕着主叶片部分身段的薄板环套,该环套前沿二端有除冰雪刀。  与相应的上述折叠或伸缩式叶片比较,本变形叶片有六大主要优特点:  ①中低风速时近叶尖处叶片面积增幅大,虽然,叶片转动阻力稍为增大,但风能利用系数均值仍能大幅度提高;  ②增加的相对成本和风险都很小改装只是位于不重要地方的影响极小的微创(而上述折叠或伸缩式叶片是影响较大风险较大的开肠剖肚),而且,风电机除叶片外其它可以完全不变动,改装工艺简单易行;  ③在野外的大中型风电场,是唯一可能现场对旧叶片进行快速变形改造的方案;  ④变形叶片与原叶片的安全系数几乎一样,保持了现有水平轴式风力机叶片主要优点;  ⑤在冬天可以有效地除去堆集在叶片前沿的大部分冰雪,降低了风阻;  ⑥年风电量增幅大,可能共增加约20%。这是较理想的新能源重大创新,已通过国家级查新,已获中国实用新型专利权(发明专利待批)并正在申请多国专利。

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