自主研制新型风力发电系统

众所周知，风力发电是当前我国重点发展的战略性新兴产业，正吸引不少科技型中小企业往其转型升级。而我市一位年逾古稀退休老干部吴志强七年前就已加入“追风族”，目前他自主研制的“新型低成本高效风力发电系统”已试制成功，如按15米/秒风速计算，约6至7级风，可发电150千瓦/小时。

提起风力发电机，大家可能马上就会想到那种像“电风扇”一样的三叶式风力发电机。然而，吴志强自主研制的这种风力发电系统却是“圆桶型”的！在南滨街道阁一村堤塘内，记者看到，这是一座直径13.5米、高20米、重80多吨的大型钢铁结构建筑，由导向风轮、主风轮、空心钢管、环形顶水池、水轮发电机组、变压器、蓄电池等部件组成。“这套系统没有使用任何高、精、尖设备及特殊材料。它能将风的动能变成水的势能，然后再把水的势能转变成水轮发电机的电能。”今年70岁高龄的吴志强信心十足道，“经过多年来的测试和强台风的考验，证明其在实际运行中具有很强的安全可靠性。”

谈及研发经历，吴志强感慨道：“我是跳出西方人定的框框，坚持走自己的路。幸运的是，我最后总算走出来了。”连日来，记者走访了他家中的“研发设计中心”、“屋顶试验室”及市强光风能发电有限公司等地，了解了一些研发试验过程中的细节，被那种孜孜不倦的艰苦钻研精神所感动。

缘起

一个“白日做梦”的想法

吴志强祖籍丽水缙云，是瑞安人的女婿。1968年浙大机械系制造工艺设备专业本科毕业后，分配到青田链条厂，从一名普通工人成长为厂长，后担任青田县乡镇企业局副局长。1987年7月调入瑞安二轻局，一直从事科研工作。

“瑞安地处浙南沿海，风力资源丰富，但一直得不到有效利用。并且，每当台风来袭，都会威胁到人民群众的生命和财产安全。”家住市区飞云西路的吴志强回忆道，“2003年时，国家开始强调能源开发和环境保护对国民经济可持续发展的重要性。当时我就想，有没有一种方法既能有效利用这些丰富的风力资源，又能起到抗击台风减轻灾情？当我把这个想法告诉几个好朋友时，他们都认为我疯了。好好的"退休佬"不当，在那里异想天开，白日做梦。”

是啊！一个“退休佬”去研究风力发电系统，这谈何容易？然而，吴志强是一个不服输的人。2003年9月，他开始四处查找有关风力发电的资料。经反复思考，他初步确立了设计风力发电系统的基本原则：一是在安全可靠的前提下，应用最基本的物理学原理和定律考虑问题；二是尽可能不用高、精、尖加工制造设备，尽量利用当前技术成熟、容易购置的技术装备进行配套；三是设计的风力发电系统能成为以后风能和太阳能综合开发利用的有效平台；四是应考虑用户资金、技术等各方面的具体条件，系统能大能小应有较强的适应性。吴志强认为，只有符合这些条件，设计成风力发电系统才有生命力。

行动

屋顶试验成功后获专利

“搞科研是我的兴趣爱好，反正退休在家闲着也是闲着。不搞的话，身体可能还没这么好呢！”吴志强笑着向记者介绍，基本设计思路理顺后，2004年初，就开始着手制作一些小的模型进行反复试验。

近日，记者来到位于沿江西路的吴志强家，发现由于他的老伴胡爱菊女士身体不好住在西门，女儿和儿子也早就搬出去住，这里俨然成了他的“研发设计中心”。一间脏乱的厢房里还有不少加工的设备和试验的残留物品。二楼卧室内，电脑，打印机，电话机等办公设备一应俱全，大热天仅靠一台老式的“海鸥”牌电风扇吹风降暑。在办公桌上，记者还发现了几本已被翻得很破旧的自学电脑、CAD画图等书籍。“家里没人住，很乱呢！”吴志强不好意思地说，“2004年开始在屋顶做试验，经过了许多次小试验，直到2005年初，才在屋顶上建起了一台直径3米、高1.6米的试验风力发电机。”

记者了解到，为了节省研发经费，吴志强几乎是能自己干的活儿全部自己干。除了自学电脑操作、CAD画图外，还有各种材料、设备的采购、焊接、安装、调试等等。试验成功后，2004年年底，他申报了“一种风力发电系统”的实用新型专利，并在2005年12月获国家专利局批准公布。而此前，他已拥有“固体燃料热处理炉”和“电动多功能岩石采平机”两项实用新型专利。

试制

让他背上了20多万债务

2007年8月，吴志强和几个亲戚朋友一起投资成立瑞安市强光风能发电有限公司，在阁巷一处堤塘内租了半亩多地，开始他的创业之旅。“如果说屋顶上的小风机缺乏说服力的话，我们就实地试制一台样机。”不过，让吴志强没想到的是，原来预计70万元就能试制成功，最后竟投了100多万。这不但耗尽了他30多万元的所有积蓄，还背上了20多万元的债务。

谈及试制过程，吴志强颇感心酸：“虽然说是合伙办公司，差不多都是我一个人在做，从打地基到风力发电系统成型，花了整整一年时间。每天早晨7点就要骑自行车到南门码头，然后再骑自行车到阁巷，全程大概要1小时10分钟。”为了试制这个风力发电系统，吴志强还付出了血的代价。2009年8月“莫拉克”台风来袭，当时他不在厂里，一名新来的工人怕设备被台风刮走，误将系统的空心钢管用绳子固定，没想到这个风力发电系统的旋转力量太大，扭断了3条钢管，造成15万元直接经济损失。第二天一大早，吴志强就赶到现场查看，在自己动手修理时，不慎将脚趾头卡在底水池的齿轮间，导致右脚大拇指粉碎性骨折，后来住院住了3个月。

“当时自己也有失误，没向工人交代清楚。”谈及挫折，吴志强一脸坚强，“其实，这套风力发电系统是风越大运行越稳定，因为重心在下面，并且随便什么风向的风都可以。只要使主风轮吸收的功能大于水轮发电机组正常工作所需的能量，则整个风力发电系统就能周而复始循环正常工作。”

2008年10月，遭遇资金瓶颈的吴志强向市科技局申报科技项目，寻求政府扶持。今年5月24日，市强光风能发电有限公司承担的“新型低成本高效的风力发电系统”项目顺利通过由市科技局主持召开的科技成果验收。

温州大学教授级高工叶忻泉认为，该风力发电系统利用风力带动立轴式风轮旋转，从而带动底部水泵，将水提升到高位的储存水箱里，再利用水的势能使水轮发电机运转发电；该系统关键部件构造简单、制造容易，相比现有的风力发电系统成本大幅度降低；同时该系统在任何风向上的工作效率一致，无须调整迎风方向，电能输出相对稳定。该项目具有一定的创新性。

未来

希望这套系统得到推广

“其实2005年我的专利公布后，就有多家外国公司来函称，表示愿出高价购买专利权，但我一开始就没打算把专利卖给外国人。”吴志强无奈道，“原来考虑到自己的能力和财力有限，想找一家有实力的企业合作，但没想到唯独没有一家中国企业问津。后来我还专程去趟北京，找有关部门打算把专利贡献给国家，让有实力的企业去开发，但都没消息回复。”

记者在“国家重大技术装备网”上看到，一篇今年6月份发表的《事故频发、弃风现象严重风电进入“痛风”时代》的文章，大致意思是，目前我国风电装机总容量已超过美国成为世界第一，与此同时，风场事故频发、风电并网难、弃风现象严重等一系列问题也开始集中爆发。

看了这篇文章，吴志强表示很痛惜。他激动地介绍，目前西方传统的大功率三叶片风力发电技术，是基于他们的雄厚资金、加工设备和技术基础，什么都只要用电脑控制，如对风、调速、解缆、并网等等。而就我国目前大多数的中小企业生产设备和技术水平来说，要建造他们当前水平的风力系统，从零部件的制造、运输、安装、设备调试、运行、维修等环节，可以说步步都是难关。如果不跳出这个框框，那就是穿新鞋走别人走过的老路。

“我这套风力发电系统就是结合了抽水蓄能和风能蓄能理念，顺应自然，以不变应万变，因势利导，用简单的原理和方法解决问题。虽算不得高科技，难登大雅之堂，但却是安全可行的。”吴志强介绍，与传统的三叶式风机发电比，还有自己独特的优点：整个风力发电系统可不用高、精、尖设备和特殊材料，惟一的较大设备就是大大小小的各种水轮发电机组。目前大小功率的水轮发电机组是十分成熟的设备，其价格远低于风力发电机，还可省去昂贵的大功率、高速比的升速齿轮箱。这为建造兆瓦级以上的大功率、超大功率独立风电发电系统创造了极为有利的条件。

同时，这种风力发电系统可大可小，从几十千瓦到几兆瓦甚至几十兆瓦。也没有地域限制，不论高山与海岛，也不论沙漠与海洋。只要有风力资源均可建造、独立运行。如果进一步我们把这众多的风轮与水泵组合系统的顶水池，通过导向风轮的空心立柱，汇集到以大口径水管，然后用2台大、小搭配的水轮发电机组，根据当时的风力情况合理调度发电、供电。这样，在远离大电网的地区，也完全可依靠这种发电系统群，建成独立的电网系统，为边远地区的开发创造条件。这样还能省下输变电控制系统的大量投资。

如果把这种系统的风机群精心设计，合理布局，还能起一定抗击台风、沙尘暴等自然灾害的作用........说起这种风力发电系统的好处，吴志强可谓滔滔不绝，他坚信，这种风力发电系统如能精心设计、合理施工，在实践中逐步引入先进的电脑控制系统，不断完善管理水平，其经济效益和社会效益，一点也不会比三叶风机逊色。不过，他也认为，他试制的这台样机还是小规模的，要搞一个大的风力发电系统或风电场确实不是私人能搞的。毕竟这是一个很大的系统工程。以他现在的年龄和不到2200元的退休工资，无论精力和财力，可能想进入产品的中试阶段都很困难。

为此，吴志强一直打算着怎么把专利贡献给国家，让有实力的企业去开发。他只希望能在身心尚强健的日子里，亲自参与第一套系统的技术研究开发，了却自己多年科研工作的心愿，把这个专利技术推广普及。