風力增壓與太陽能互補發電裝置

陳鳳耘

發明由來

風能作為一種清潔可再生能源，受到世界各國的重視。但是，現有的風力發電機存在很多設計不足：葉片大，制造與物流運輸成本高；受風力制約，不能充分利用風能；葉輪結構對鳥類生存有威脅。

我在玩耍中發現，雨傘、降落傘、漏斗等能將空氣氣流瞬間加大增強，因此想到改進現有的風力發電機，發明一種“風力增壓與太陽能互補發電裝置”。

實驗驗證

我首先做了風能源收集與集中利用的“風力比較”實驗：開啟臺扇最小擋，風力能在距離50厘米的地方吹動35克的紙團，40克的紙團基本不動。用硬紙板做漏斗狀出風口，同樣距離能吹動2 000克的紙團，增加約50倍的效率。實驗比較證明，經過聚風口的風力會有明顯提升。

作品結構

取風增壓裝置由進風罩、子午通道、太陽能板發電機、風向風速針、驅鳥聲波器、旋轉底盤、顯示盤、風向尾舵和過濾片構成。旋轉底盤設置在太陽能板上，且旋轉底盤上部設有進風罩，進風罩的后部連接有發電機，發電機的后部連接有風向尾舵。發電機尾部的正負極分別與旋轉底盤上的正極軌道和負極軌道連接。

工作原理

取風增壓裝置與控制器連接，實現控制用電燈塔、太陽能與風能分別轉換能源以及邊充電邊用電的功能。

作品創新特點

1.將自然風力與太陽能產生的能量轉化成電能。

2.進風口設計成漏斗狀，導入的氣流在此經過聚能作用，瞬間增大。

3.智能型的裝置，風向風速器能調整風力的強度，風向尾舵能調節風向的變化，發電機采用渦輪增壓葉片，在變速齒輪的作用下，可增強轉速。

4.底座是配合風向尾舵360度的旋轉底盤。

5.聚壓進風管采用子午線管壁，可將進入的泥沙等通過離心作用分離在存沙盒子內，以保證電機的正常運轉。

6.驅鳥聲波能驅趕600米以內的鳥類。

改進完善

增加配置發電機組，提高發電效率，降低發電費用，建立發電裝置群，再建一個變電所升壓，然后向電網送電。

（本作品榮獲第三十一屆全國青少年科技創新大賽上海賽區“科協主席獎”、第五屆亞太青年科學家會議海報展示和現場演講兩項銀獎及第四十五屆日內瓦國際發明展覽“能源和創新實踐”金獎。作者：上海市新紀元雙語學校學生；指導老師：杭麗萍、李明麗、高乃平）endprint