多風(fēng)輪機(jī)械液壓聚能風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

　　摘要“多風(fēng)輪機(jī)械聚能風(fēng)力發(fā)電機(jī)組”是將多個(gè)小風(fēng)輪以橫縱排列方式共同設(shè)置在旋轉(zhuǎn)框架內(nèi)，用機(jī)械傳動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)集中聚能發(fā)電，并使旋轉(zhuǎn)框架∠360度旋轉(zhuǎn)整體對(duì)風(fēng)；“多風(fēng)輪液壓聚能風(fēng)力發(fā)電機(jī)組”是采用液壓傳動(dòng)的方式將廣泛分散設(shè)置的眾多小風(fēng)輪形成的出力通過(guò)“多壓點(diǎn)槳輪式水（液）輪機(jī)”集中釋放實(shí)現(xiàn)聚能發(fā)電，其各個(gè)小風(fēng)輪可單獨(dú)轉(zhuǎn)向?qū)︼L(fēng)；兩機(jī)組均屬全新形態(tài)、類型、功效的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，均可實(shí)現(xiàn)小風(fēng)輪、大用風(fēng)、高用風(fēng)、廣用風(fēng)的優(yōu)勢(shì)作用。

　　關(guān)鍵詞多風(fēng)輪 機(jī)械聚能 液壓聚能 旋轉(zhuǎn)框架 間隔聚風(fēng)板調(diào)控

　　1、引言

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用環(huán)境十分復(fù)雜，用戶要求其同時(shí)達(dá)到“采風(fēng)、對(duì)風(fēng)、適風(fēng)、抗風(fēng)、巨能、調(diào)控、高效、經(jīng)濟(jì)、耐用、輕便、適建、適用……等”各個(gè)方面的苛刻性能，并且需要其在全面達(dá)到上述各項(xiàng)要求的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)機(jī)組整體結(jié)構(gòu)的美觀、協(xié)調(diào)、統(tǒng)一，這實(shí)屬不易。

　　07年最新發(fā)明專利技術(shù)“多風(fēng)輪機(jī)械、液壓聚能風(fēng)力發(fā)電機(jī)組”，尤其是“機(jī)械聚能機(jī)組”在實(shí)現(xiàn)上述要求的探索過(guò)程中獲得了較為滿意的獨(dú)特效果，其通過(guò)機(jī)械或液壓傳動(dòng)聚能的方式匯集眾多小風(fēng)輪形成的動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組單機(jī)巨大功率發(fā)電能力的目標(biāo)。

　　2、需求背景

　　任何創(chuàng)新的形成與發(fā)展均是由需求與不足兩手共同推動(dòng)的。

　　水平軸葉槳迎風(fēng)旋轉(zhuǎn)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是當(dāng)今全球風(fēng)電機(jī)組設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛、規(guī)格型號(hào)最為齊全的機(jī)型形態(tài)，其采用的風(fēng)輪直徑最初較小，小型葉槳風(fēng)輪具有選材、制造、安裝、應(yīng)用簡(jiǎn)單方便，葉片設(shè)計(jì)安裝形態(tài)多種多樣（如三葉片型、多葉片型、葉片自行支撐安裝型、在葉片支撐架上分布安裝超薄葉片型等）；小風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)速度很快，風(fēng)輪的活動(dòng)空間很小，但是在單位活動(dòng)空間內(nèi)所形成的有效采風(fēng)面積與采風(fēng)能力、以及風(fēng)輪的乘風(fēng)出力轉(zhuǎn)換能力均很強(qiáng)，風(fēng)輪轉(zhuǎn)頭對(duì)風(fēng)方式靈活，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單方便，葉片抗擊惡劣風(fēng)力沖擊的能力優(yōu)異，葉片的造價(jià)便宜。

　　但是，隨著風(fēng)電機(jī)組大功率應(yīng)用需求的推進(jìn)與發(fā)展，風(fēng)輪的直徑正在逐步加大，當(dāng)前國(guó)外較大型的風(fēng)輪旋面直徑已達(dá)126米。然而實(shí)踐數(shù)據(jù)與應(yīng)用結(jié)果確實(shí)證明，當(dāng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)直徑放大到超出一定區(qū)域范圍限制的情況下，其經(jīng)濟(jì)、性能、應(yīng)用等各項(xiàng)指標(biāo)均會(huì)共同出現(xiàn)急劇變差的發(fā)展?fàn)顩r。如超長(zhǎng)直徑風(fēng)輪設(shè)計(jì)所增加的有效乘風(fēng)面積與其所需占用的活動(dòng)空間面積的比值在急速下降，而其葉片延伸長(zhǎng)度所增加的絕大多數(shù)旋轉(zhuǎn)活動(dòng)空間確是處于極其低效與無(wú)效的存在狀態(tài)中，從而導(dǎo)致自然界提供的有限優(yōu)質(zhì)風(fēng)場(chǎng)及其優(yōu)質(zhì)風(fēng)能資源的有效利用程度大幅度降低；如果采用在相同風(fēng)場(chǎng)風(fēng)力流動(dòng)路徑上層層緊密疊加設(shè)置上述相同形態(tài)的風(fēng)電機(jī)組，以試圖減少其無(wú)效活動(dòng)空間所造成的風(fēng)能流失損失程度，又將導(dǎo)致該風(fēng)場(chǎng)整體建設(shè)成本的更大幅度增加，況且前后層層緊密疊加設(shè)置的風(fēng)機(jī)與其叢林塔架將會(huì)形成氣流阻力與相互干擾影響，使該風(fēng)場(chǎng)各個(gè)風(fēng)機(jī)所能承接的風(fēng)壓強(qiáng)度和其運(yùn)行效率普遍下降，這在風(fēng)力強(qiáng)度不是很大的時(shí)刻會(huì)表現(xiàn)得尤為顯著，從而使該風(fēng)場(chǎng)整體投入與產(chǎn)出效益的比值大幅度下降。

　　此外，隨著風(fēng)輪直徑的超限放大，希望葉片增加的乘風(fēng)能力與葉片配合增加的重量、葉片配合增加的抗折斷強(qiáng)度需求指標(biāo)的比值在急速下降，從而導(dǎo)致葉片的材料成本、制造成本、運(yùn)輸成本、安裝成本的大幅提高；微弱風(fēng)力無(wú)法驅(qū)動(dòng)巨型巨重風(fēng)葉的結(jié)果又將導(dǎo)致自然界風(fēng)能的有效利用時(shí)間與強(qiáng)度范圍大幅下降；因?yàn)槌L(zhǎng)超大功率風(fēng)輪葉片的很大部分葉徑截面的形態(tài)近乎于圓形，因此導(dǎo)致其轉(zhuǎn)槳式調(diào)頻調(diào)控方式的成效極其有限，且調(diào)控結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜；超長(zhǎng)葉片與機(jī)組還難于避免高強(qiáng)度臺(tái)風(fēng)的沖擊與搖晃；隨著葉片直徑的超限放大，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速加劇下降導(dǎo)致需要配合的齒輪箱傳動(dòng)比值急劇攀升，從而導(dǎo)致齒輪箱設(shè)計(jì)加工難度與體積的大幅增加等，而上述各項(xiàng)列舉的性能與應(yīng)用指標(biāo)均是隨著風(fēng)輪直徑的持續(xù)超限放大呈現(xiàn)出幾何級(jí)數(shù)加劇惡化發(fā)展的態(tài)勢(shì)。