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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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