風(fēng)力機“瘦身”進萬家

浦泓毅

對尋常百姓來說，瘦身版的風(fēng)力發(fā)電機走進庭院，未免也太過匪夷所思。

說到風(fēng)力發(fā)電，在人們的眼前總會不由自主地浮現(xiàn)出這樣的情景：或是在茫茫戈壁，或是在人跡罕至的海岸邊，一排排的白色巨型風(fēng)車森然矗立。然而，這樣的場景固然壯觀，卻由于受到場地、風(fēng)力等條件的諸多限制，難以大范圍鋪開。對于尋常百姓來說，能夠使用清潔廉價的新能源固然是一樁美事，但要在自己宅院里豎起這樣一個龐然大物，未免也太過匪夷所思。

上海愛瑞科技發(fā)展有限公司工程師王琪告訴記者，目前常見的大型風(fēng)力機屬于升力型風(fēng)力機。它的特點是在高風(fēng)速環(huán)境下效率較高，在10m/s至20m/s的風(fēng)速下，風(fēng)能至機械能的轉(zhuǎn)換率可以達到40%的水平。然而，在低風(fēng)速環(huán)境下，身型修長的升力型風(fēng)力機便猶如被廢去了全身武功，風(fēng)能轉(zhuǎn)換率大幅“跳水”。在5m/s的風(fēng)速下，升力型風(fēng)力機的轉(zhuǎn)化率始終難以超過10%，對于風(fēng)速的挑剔胃口嚴重限制了它的使用范圍。如何提高風(fēng)力機在低風(fēng)速下的風(fēng)能轉(zhuǎn)換率，成為世界性的產(chǎn)業(yè)課題。

面對這一業(yè)內(nèi)難題，上海愛瑞科技發(fā)展有限公司給出了自己的答案。在不久之前舉行的第十屆中國國際工業(yè)博覽會上，愛瑞科技推出了其最新研發(fā)的阻力型垂直軸風(fēng)力機原理樣機，引起了業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。

據(jù)王琪介紹，這款原理樣機在3.5m/s的低風(fēng)速環(huán)境下，風(fēng)能轉(zhuǎn)換率一舉跨越了10%的門檻，達到了13%。這樣的數(shù)據(jù)在整個世界范圍內(nèi)的風(fēng)能業(yè)界中相當(dāng)值得驕傲。由于這項技術(shù)在低風(fēng)速環(huán)境下的優(yōu)秀表現(xiàn)，包括城市市區(qū)、內(nèi)地、山區(qū)等廣大地區(qū)都將有機會享受到風(fēng)能發(fā)電所帶來的清潔和實惠。王琪表示，這項技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛，無論是居民用戶、各類船只、離岸小島上的各類民用、軍用設(shè)施，都可以受惠于這項技術(shù)。“我們的原理樣機已經(jīng)通過了包括風(fēng)洞試驗在內(nèi)的各項測試，表現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)都相當(dāng)喜人。下一步就是針對不同的客戶需求衍生出不同的產(chǎn)品，這在技術(shù)上已經(jīng)毫無難度了。”

如果說修長挺拔的升力型風(fēng)力機是同類產(chǎn)品中窈窕淑女，那么愛瑞科技開發(fā)的阻力型垂直軸風(fēng)力機便可算得上袖珍玲瓏的小家碧玉了。與動輒十?dāng)?shù)米高的升力型風(fēng)力機不同，阻力型垂直軸風(fēng)力機包括傳動系統(tǒng)在內(nèi)的各項設(shè)備都可以融入室內(nèi)，其葉輪呈燈籠狀的立體結(jié)構(gòu)，直徑相對較小，安裝后能與建筑完美融合，而不會出現(xiàn)風(fēng)力機“鶴立雞群”的尷尬局面。

與此同時，阻力型垂直軸風(fēng)力機還在抗風(fēng)能力、成本等領(lǐng)域擁有一技之長。2006年，“桑美”臺風(fēng)襲擊福建、浙江等沿海地區(qū)，許多風(fēng)力發(fā)電機組不幸“夭折”，損失巨大。升力型水平軸風(fēng)力機抗強風(fēng)能力先天不足有著莫大的聯(lián)系。而垂直軸風(fēng)力機由于結(jié)構(gòu)緊湊，葉輪與建筑主體之間有兩個支撐點，大大提高了風(fēng)力機的抗風(fēng)能力。

王琪還告訴記者，風(fēng)能開發(fā)目前面對的重大瓶頸之一，就是升力型風(fēng)力機的成本太高。風(fēng)力機的高成本首先體現(xiàn)在風(fēng)葉制造環(huán)節(jié)，據(jù)介紹，常見風(fēng)力機的一組三枚葉片要裝配到一起，必須經(jīng)過動平衡測試。按照現(xiàn)有的技術(shù)，往往生產(chǎn)一百套葉片只能配出十來套合格的葉輪，這使風(fēng)力機的制造成本一直居高不下。而阻力型風(fēng)力機卻沒有這個問題，愛瑞科技的原理樣機葉輪由研發(fā)人員手工制作而成，也順利通過了動平衡測試。同時，由于垂直軸風(fēng)力機可以利用來自所有風(fēng)向的風(fēng)源，原本必需的風(fēng)向偏航機構(gòu)與風(fēng)葉變槳機構(gòu)都可以一并省去。王琪說：“這兩項機構(gòu)制造成本和維護成本都很高，把這兩部分‘瘦身以后，風(fēng)力機的成本就大大降低了。”

據(jù)介紹，愛瑞科技所開發(fā)的阻力型垂直軸風(fēng)力機技術(shù)不僅在國內(nèi)，在世界范圍內(nèi)也屬于先進水平。2007年，美國能源部下屬的可再生能源試驗室曾在一份報告中提到了這種技術(shù)的可行性，而在當(dāng)時，愛瑞科技的風(fēng)力機已經(jīng)進入了實物醞釀階段，并在今年一舉拿出了成熟的原理樣機，在風(fēng)能開發(fā)領(lǐng)域邁出了領(lǐng)先的一大步。