風(fēng)力發(fā)電設(shè)備冷卻技術(shù)及其專利介紹1：風(fēng)冷技術(shù)

　　編者按文章結(jié)合國內(nèi)外多篇專利文獻(xiàn)，介紹了風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的冷卻技術(shù)，并通過南京航空航天大學(xué)和中國科學(xué)院電工研究所的幾項(xiàng)研究成果，介紹了兩種新型的風(fēng)電設(shè)備冷卻技術(shù)，文章分為風(fēng)冷技術(shù)、液冷技術(shù)和新型冷卻技術(shù)三部分。此文為風(fēng)冷技術(shù)篇。

　　風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷成熟，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組越來越趨于大型化、風(fēng)機(jī)單機(jī)容量不斷增大。隨之而來的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備散熱冷卻問題逐漸成為制約風(fēng)機(jī)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸之一。因此，如何有效地解決風(fēng)力發(fā)電設(shè)備冷卻散熱問題，成為發(fā)展新一代風(fēng)電技術(shù)的一大主題。

　　目前風(fēng)電設(shè)備常用的冷卻技術(shù)主要有風(fēng)冷、液冷等方式，隨著風(fēng)機(jī)容量和冷卻需求的增加，又開發(fā)了新型的蒸發(fā)冷卻技術(shù)、集中冷卻技術(shù)。

　　在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備冷卻技術(shù)中，風(fēng)冷方式利用空氣流動(dòng)及其比熱帶走各部件的損耗所產(chǎn)生的熱量，由于技術(shù)簡(jiǎn)單，冷卻方便，因此最為常用。

　?。ㄒ唬┳匀伙L(fēng)冷

　　早期的風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于功率較小，其發(fā)熱量也不大，只需通過有效地自然通風(fēng)就可以達(dá)到冷卻要求。

　　西門子公司申請(qǐng)的德國專利DE19971054349（申請(qǐng)日19971208）就是一種利用風(fēng)冷方式對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行冷卻的方法，并且該專利還在中國也申請(qǐng)了同族專利。

　　名稱風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和冷卻風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中發(fā)電機(jī)的方法

　　申請(qǐng)?zhí)?8811452.6 申請(qǐng)日 1998.12.08

　　申請(qǐng)（專利權(quán)）人西門子公司

　　一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其中的發(fā)電機(jī)通過在該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的塔內(nèi)產(chǎn)生的冷卻空氣流來冷卻。該冷卻空氣流通過煙囪效應(yīng)產(chǎn)生。該發(fā)明還涉及一種冷卻發(fā)電機(jī)的方法。

　　另外，ABB RESEARCH公司申請(qǐng)的德國專利DE19947915（公開日2001-04-12），也涉及了一種采用煙囪效應(yīng)對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行冷卻的專利技術(shù)。

　　該類風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)在于有較高的冷卻功率。通過充分利用煙囪效應(yīng)可采用大量的冷卻空氣流來冷卻發(fā)電機(jī)。

　?。ǘ?qiáng)制風(fēng)冷

　　然而，隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率逐步增大，自然通風(fēng)已經(jīng)無法滿足機(jī)組的冷卻需求。為了加大冷卻效果，采用通過在風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部設(shè)置風(fēng)扇，對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)各部件進(jìn)行強(qiáng)制鼓風(fēng)從而達(dá)到冷卻效果的強(qiáng)制風(fēng)冷方式。

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)的散熱通過設(shè)置內(nèi)、外風(fēng)扇產(chǎn)生冷卻風(fēng)對(duì)其進(jìn)行表面冷卻。理論上風(fēng)扇的風(fēng)量大、風(fēng)速高對(duì)進(jìn)一步降低發(fā)電機(jī)溫升有好處，但這會(huì)導(dǎo)致冷卻風(fēng) 扇尺寸過大，進(jìn)而增大了發(fā)電機(jī)風(fēng)摩耗，使發(fā)電機(jī)效率降低。因此在設(shè)計(jì)時(shí)需合理確定風(fēng)扇尺寸，使發(fā)電機(jī)的風(fēng)摩耗能控制在較低水平而又能保證其溫升符合要求。

　　由于風(fēng)冷機(jī)組的通風(fēng)系統(tǒng)的好壞將直接影響到發(fā)電機(jī)的發(fā)熱與冷卻，與發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行密不可分，因此通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)顯得至關(guān)重要。風(fēng)路是否順暢，能否帶走發(fā)電機(jī)各個(gè)發(fā)熱部位的熱量，對(duì)發(fā)電機(jī)的性能有著很大的影響。

　　與其它冷卻方式相比，風(fēng)冷系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、初期投資與運(yùn)行費(fèi)用都較低、利于管理與維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，然而其制冷效果受氣溫影響較大，制冷量較小，同時(shí)由于機(jī)艙要保持通風(fēng)，導(dǎo)致風(fēng)沙和雨水侵蝕機(jī)艙內(nèi)部件，不利于機(jī)組的正常運(yùn)行。