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2010-08-20 來源:北京聚能風(fēng)電技術(shù)中心 瀏覽數(shù):1323
滿足有效乘風(fēng)面積空間的拓展需求是實(shí)現(xiàn)大幅提高出力能力的前提基礎(chǔ)。巨能機(jī)組風(fēng)力板上的乘風(fēng)面積是由排列葉片構(gòu)成的,其無須形成攻擊角度出力方式葉片所需要的流體力學(xué)剖面結(jié)構(gòu)與形態(tài)來限制其寬幅拓展與導(dǎo)致體態(tài)的厚重和加工復(fù)雜。單個排列葉片可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化流水線生產(chǎn),其可在風(fēng)力板上大量排列設(shè)置與整體超長、超寬拓展,排列葉片常規(guī)整體寬度25-75米×高度20-65米,或沒有特別的極限因素阻礙其進(jìn)一步拓展,從而可實(shí)現(xiàn)特大乘風(fēng)捕捉面積的形成,因此巨能機(jī)組可很輕松地實(shí)現(xiàn)5-10兆瓦以上功率的設(shè)計(jì),其宏觀外形如同一個“枝繁葉茂的參天大樹”壯觀美觀。
在實(shí)現(xiàn)特大風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)直徑設(shè)計(jì)后,風(fēng)力板根部沒有粗大支撐結(jié)構(gòu)其巨大懸空力臂重量的支撐問題是如何解決的呢?巨能機(jī)組采用的組合式斜拉支撐結(jié)構(gòu)如同“斜拉橋”一樣使風(fēng)輪的各個風(fēng)力板懸空重量通過鋼絲繩的均布牽引集中到中部由立軸塔架支撐,因此可形成超長懸空力臂風(fēng)力板與超輕型化風(fēng)輪設(shè)計(jì),使重量與成本成倍降低,而大面積乘風(fēng)的輕型化風(fēng)輪又將導(dǎo)致超低風(fēng)速下的快速啟動;此外,因葉片的高分子材料大致無需自身進(jìn)行長期超載荷支撐,因此其耐久性應(yīng)用將更長久。
巨能機(jī)組如何形成“最高程度出力轉(zhuǎn)化”能力
①風(fēng)輪擁有乘風(fēng)面積的擴(kuò)大空間只完成了增加旋轉(zhuǎn)出力條件的一半要素,如多數(shù)乘風(fēng)面積距離旋轉(zhuǎn)中心很近也是難于將乘風(fēng)出力高效轉(zhuǎn)成旋轉(zhuǎn)推力。而巨能機(jī)組風(fēng)力板上的排列葉片通常是在距離立軸較遠(yuǎn)的位置設(shè)置,從而可使風(fēng)力板形成巨大的旋轉(zhuǎn)力矩?!拘D(zhuǎn)力矩=乘風(fēng)出力值×出力中心到旋轉(zhuǎn)中心的距離】。而其在距離立軸較近位置的風(fēng)力板上通常完全不設(shè)置葉片形成過流空間,因而將引入一個新的設(shè)計(jì)參數(shù)——葉片乘風(fēng)力臂距離,即:從立軸中心到風(fēng)力板最內(nèi)側(cè)設(shè)置排列葉片處,通常10-30米,作用在巨大乘風(fēng)力臂葉片上的順風(fēng)式風(fēng)力的持續(xù)時間也相對較長。
?、谌缜八?ldquo;幾乎為零的逆風(fēng)回轉(zhuǎn)阻力”的乘風(fēng)出力方式也強(qiáng)化提高了轉(zhuǎn)化利用效率。
?、蹞碛刑卮蟪孙L(fēng)力臂的風(fēng)輪將使自然界風(fēng)力推力基本全由遠(yuǎn)離立軸的乘風(fēng)葉片承接消耗轉(zhuǎn)成旋轉(zhuǎn)推力,其作用于塔架上的整體水平推力很小。
巨能機(jī)組如何形成“最佳程度適應(yīng)變化”能力
擁有與風(fēng)力強(qiáng)度、風(fēng)向變化形成高效、準(zhǔn)確、多重化的適應(yīng)性調(diào)控手段對于能夠?qū)崿F(xiàn)巨能出力能力的風(fēng)電設(shè)備來講擁有特殊重要的意義與必須,因?yàn)槠淙魶]有準(zhǔn)確高效的削減負(fù)荷與增加出力的調(diào)控手段,微弱風(fēng)力就難于推動特大載荷風(fēng)機(jī)啟動運(yùn)行,導(dǎo)致本可以形成有效出力的風(fēng)能資源與發(fā)電時空的長期大量丟失;反之在高強(qiáng)風(fēng)力情況下又將導(dǎo)致空前的破壞力形成,導(dǎo)致本可以增多的發(fā)電量的大量丟失。巨能機(jī)組是通過“風(fēng)向定向盤系統(tǒng)”與“多發(fā)電機(jī)調(diào)控系統(tǒng)”的配合調(diào)控方式共同達(dá)成方便化、高效化、價值化的調(diào)控能力與手段。
?、?ldquo;風(fēng)向定向盤系統(tǒng)裝置”實(shí)現(xiàn)功效能力的“三合一”
功效1:形成排列葉片周期性伸縮變化,完成出力原理
上述各個排列葉片的寬度不大,其可通過一個驅(qū)動機(jī)構(gòu)共同實(shí)現(xiàn)超小移動距離的伸縮變化達(dá)成各個排列葉片的共同合并與展開操作或是完成∠900度旋轉(zhuǎn)的周期性變化,而規(guī)范與驅(qū)動控制其運(yùn)行的裝置即是“風(fēng)向定向盤系統(tǒng)裝置”;其是在立軸上設(shè)置“凹”或“凸”形的不規(guī)則圓盤與配合設(shè)置圍繞其周邊跑道旋轉(zhuǎn)的可通過圓盤形態(tài)實(shí)現(xiàn)移動變化控制的推拉桿,自然風(fēng)力驅(qū)動風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)后可自動攜帶各個推拉桿圍繞圓盤周邊跑動使其分別在不規(guī)則圓盤的不同位置作用下達(dá)成周期性驅(qū)動一組排列葉片開閉變化,完成巨能機(jī)組乘風(fēng)出力原理。
功效二:實(shí)現(xiàn)對風(fēng)調(diào)控,對應(yīng)風(fēng)力方向的變化
該調(diào)控方式十分簡便,只需通過風(fēng)向標(biāo)自動監(jiān)控實(shí)現(xiàn)風(fēng)向定向盤的實(shí)時驅(qū)動旋轉(zhuǎn)對風(fēng),使凹凸結(jié)構(gòu)始終與氣流方向形成大致∠900度范圍即可。
功效三:實(shí)現(xiàn)乘風(fēng)出力調(diào)控,對應(yīng)風(fēng)力強(qiáng)度的變化
該調(diào)控結(jié)構(gòu)更加簡單,即:通過調(diào)控裝置實(shí)現(xiàn)將排列葉片的開閉變化幅度一同全部從完全封閉→少量開啟→半幅開啟→全部敞開狀態(tài)的逐步過渡,從而實(shí)現(xiàn)從少量瀉風(fēng)→一半瀉風(fēng)→完全瀉風(fēng)狀態(tài)的逐步過渡或者反向恢復(fù),當(dāng)迎風(fēng)一側(cè)也全部敞開與逆風(fēng)回轉(zhuǎn)一側(cè)實(shí)現(xiàn)完全一樣時即為機(jī)組“臺風(fēng)時刻”或“維修時刻”的停轉(zhuǎn)狀態(tài),該調(diào)控方式是針對乘風(fēng)出力面積進(jìn)行的高精密化逐步增減過渡,再與順風(fēng)式直接推動出力方式配合導(dǎo)致使其準(zhǔn)確性與成效性極高,可滿足任何風(fēng)力強(qiáng)度與電力負(fù)荷變化的大范圍精準(zhǔn)調(diào)控。
由此可見,“完成乘風(fēng)出力原理、對應(yīng)風(fēng)向變化調(diào)控、對應(yīng)風(fēng)力變化調(diào)控”這三大任務(wù)全由一個簡單輕巧的風(fēng)向定向盤裝置系統(tǒng)一“兼”挑了,從而導(dǎo)致巨能機(jī)組整機(jī)成本與風(fēng)輪重量再進(jìn)一步大幅度降低。
⑵通過“多發(fā)電機(jī)調(diào)控系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)價值化調(diào)控
另外一種配合調(diào)控方式是采用“多發(fā)電機(jī)調(diào)控系統(tǒng)”,其是風(fēng)電機(jī)組在實(shí)現(xiàn)巨能化設(shè)計(jì)之后所必備的調(diào)控手段, 其可實(shí)現(xiàn)不同風(fēng)力條件下出力能力與發(fā)電能力的匹配對應(yīng),實(shí)現(xiàn)在微風(fēng)時刻成倍消減負(fù)荷使其能充分地利用微風(fēng)發(fā)電,反之則增加發(fā)電機(jī)設(shè)置數(shù)量實(shí)現(xiàn)強(qiáng)風(fēng)時刻數(shù)倍增加發(fā)電能力的雙向雙重大范圍價值化調(diào)控的目標(biāo),從而實(shí)現(xiàn)各種風(fēng)能強(qiáng)度與發(fā)電時空的最大化利用;這也將導(dǎo)致為大型風(fēng)電場配合建設(shè)的備用電源的功率強(qiáng)度與應(yīng)用需求大幅消減,又可使巨能機(jī)組價值化地參與電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)控。
因此,巨能機(jī)組是“以價值化調(diào)控為主線”進(jìn)行的,排列葉片的調(diào)控效果通常是在合并增加與撤離減少發(fā)電機(jī)設(shè)置數(shù)量形成的梯級負(fù)荷能力范圍內(nèi)進(jìn)行的微調(diào),從而導(dǎo)致增減發(fā)電機(jī)數(shù)量的各個間隔過程操作過程實(shí)現(xiàn)無階梯的過渡。
多發(fā)電機(jī)調(diào)控系統(tǒng)通常是由風(fēng)力機(jī)縱向傳動桿驅(qū)動的中心齒輪攜帶周邊多個發(fā)電機(jī)齒輪工作,巨大風(fēng)輪動力通過傳動桿傳遞到地面或海面,龐大的多發(fā)電機(jī)調(diào)控系統(tǒng)在風(fēng)機(jī)下部設(shè)置(見圖示地面的發(fā)電機(jī)設(shè)備機(jī)艙);巨能機(jī)組傳動機(jī)構(gòu)擁有天然巨大的傳動比設(shè)計(jì)空間,可通過傳動設(shè)計(jì)一同完成傳動比的設(shè)計(jì),通常無需專門設(shè)置加速齒輪箱。巨能機(jī)組通常無需設(shè)置制動系統(tǒng)裝置,在臺風(fēng)時刻可通過上述兩種調(diào)控方式的配合實(shí)現(xiàn)最大制動效果,即:風(fēng)輪兩側(cè)完全一樣的敞開瀉風(fēng)與多發(fā)電機(jī)系統(tǒng)擁有的發(fā)電機(jī)全部并入。
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