索膜结构在风车(风力发电项目)中的巨大优势
sxy555
sxy555 Lv.2
2006年07月29日 11:34:01
只看楼主

风力发电中巨型风机的关键组件本高效流体动力转子,是为更有效的利用流体型可再生能源而设计的如:风能及海流能的利用。 从当前的技术和材料条件看,完全能用索膜结构来修建 D=120m直径的大风车。膜结构作为一种现代化的工程结构,显示了当今建筑技术与科学的发展水平,也具有巨大的发展潜力,在新的世纪中,膜结构必将在建筑结构中占有重要的地位。其造型自由轻巧、阻燃、制作简易、 安装快捷、能易于、使用安全等优点,因而使它在世界各地受到广泛应用。

风力发电中巨型风机的关键组件
本高效流体动力转子,是为更有效的利用流体型可再生能源而设计的如:风能及海流能的利用。
从当前的技术和材料条件看,完全能用索膜结构来修建 D=120m直径的大风车。
膜结构作为一种现代化的工程结构,显示了当今建筑技术与科学的发展水平,也具有巨大的发展潜力,在新的世纪中,膜结构必将在建筑结构中占有重要的地位。其造型自由轻巧、阻燃、制作简易、 安装快捷、能易于、使用安全等优点,因而使它在世界各地受到广泛应用。
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zyzl
2006年07月30日 15:19:13
2楼
搂主是在推广力发电中巨型风机的关键组件么
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sxy555
2006年07月30日 18:59:51
3楼
是的,这是索膜结构在新领域的创新和发展。欢迎大家关注,提供更多更好的建议。
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nhfx2001
2006年08月01日 22:52:13
4楼
其实,将文章直接贴出来还更便于大家交流。
我帮你贴出来。

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nhfx2001
2006年08月01日 22:55:22
5楼
索膜结构在风车(风力发电项目)中的巨大优势
关键词:高效流体动力转子,风电机组效率,

现有风电技术背景
近代风电技术起源于欧洲;丹麦、荷兰、德国等国家对风电的开发和倡导已经超过20年了。美加等大国近年来对风电建设的重视,提升到世界风电产业的地位。随着经济的发展,中国的能源和电力供应日趋紧张,政府和产业界对风电建设的关注和重视程度已经明显的超过了水电。全球可开发风能资源的总量大约为人类能源需求总量的2倍,风能的丰富性和可再生性是最具吸引的理由。但是由于现在的风电技术并不完备,制约着风电产业的发展。目前我国的风电产量还不到我国总发电量的1%。风电潜力无限,技术是关键…
…..
1. 风轮超底转速与发电机经济转速之间的矛盾导致成本再增
对螺桨式风叶的空气动力学分析表明,叶轮直径越大,为获得有效的圆周向推力,叶片攻角必须相应地做得很小,而减小攻角将导致大风时轴向力增加,结构弯矩因而增大。另外,叶轮线速度也是受限的,增大线速度导致摩擦损耗和噪声增大。叶轮转速与线速度成正比,在一定的速度分布下与直径成减函数关系。这两种因数制约了转速的上限,大型叶轮的转速因而极底,大约在30转/分左右。这种极底的转速与发电机的经济转速相距甚远,直接连轴时,将导致发电机的体积、重量和成本远超常规。

2.机组结构的千瓦成本关键问题
在功率较小的风电机组中,发电机成本的比例更高,因而问题更突出。总体来看,现有技术没能提供一个降低成本的系统性优化方案,以致于大型风电厂的建设成本仍停留在8000元/千瓦左右,常见小型风电机组的成本更高。
毫无疑问,千瓦成本高是影响风电产业发展的关键性制约。成本高的根本原因在于一直沿用的一塔一轮一电机的3叶片风轮机组制式,而轴向力和弯矩、低转速等问题,则更是雪上加霜的制约。可见,要想从根本上降低风电建设的成本,唯一的出路将在于探索出新的技术道路和方案。

3. 效率问题
衡量一套风力发电机组的性能,效率是举足轻重的。从风到电的转化过程中大致可分为两个阶段,风力机的采能阶段,即风到风机的轴功率转换过程,这是风力发电的关键。和风机到发电机出电的阶段,即风机轴功率到发电机电能的输出功率过程。现有螺桨式风力机的理论风能利用系数极限值约为0.59,大型风力发电机组的整机效率约40%左右,有的还在30%甚至以下。一塔一发电机一变压器的结构,多级行星齿轮变速箱的插入,不但使效率降低,而且曾大了成本投入,机组可靠性降低,且机组变得异常的庞大笨重。如何使风力发电机组的效率最大限度的提高,让每一个风电专家伤透了脑筋。

高效风力发电机系统的特点及优势
此高效风力发电系统打破了传统风力发电系统的观念,使机组的性能大大提高,从根本上突破了制约风电事业发展的瓶径问题,把风电技术提高到了一个现有风电技术难以达到的新高度,有望达到现有风电机组效率的3倍。

一.高效风力发电系统的特点
风力发电中巨型风机的关键组件
本高效流体动力转子,是为更有效的利用流体型可再生能源而设计的如:风能及海流能的利用。
本高效流体动力转子的理论依据充分,实际可行;是实现巨型高效流体动力转子的理想方式。现有水平轴旋桨式风力机及最新报道的摆翼式立轴风力机都不能与之相比。
本高效流体动力转子用于风机,即为高效风轮机;在风力发电机组中是产生效益的关键组件。由于本高效流体动力转子,是为更有效的利用流体形可再生能源而设计的,对风能及海流能的大规模开发利用将发挥巨大作用。
事实上,不论是现有水平轴旋桨式风力机,还是最新报道的摆翼式立轴风力机;其对于流体能的利用率都不高。原因在于产生动力的转子不能更大程度上地获取流体动力。现通过有关风能条件式可见;风能密度:
E=0.5ρV3 瓦/米2,
风能密度是气流在单位时间内垂直通过单位面积的风能。而且风轮转子在一定高度的获能大小,仅与垂直通过的风轮转子面积(A)及风速(V)有关。
E=0.5ρV3A (瓦)
更进一步的可以取定在同一风场条件下,两种形式的风轮转子其获能大小,将完全由气流在单位时间内垂直通过的单位面积而定。即:风轮转子的有效迎风面积(A)是提高转子获能大小的关键。现有风力机对于流体能的利用率不高就在于:转子叶片不能做大又不便增加转子叶片数量;其效率必定受到限制。




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nhfx2001
2006年08月01日 22:56:43
6楼
用图来说明更是这样,现有主力风机的转子叶片同本高效流体动力转子叶片
是相反的,不难看出其效率太低。详见图:

图一: 现有主力风机的转子



图二:高效流体动力转子

本发明采用一种有利于增大风轮转子有效迎风面积(A)的方法,可改变转子叶片不能做大又不便增加转子叶片数量的状况。现表述如下:
一种高效流体动力转子,是为更有效的利用流体形可再生能源而设计的;其特征是:
(参见附图)
1﹑转子的转轴(1)与流体流向平行顺向,转轴(1)与叶片(2)的夹角α在300~400以内;叶片(2)是扇型的,这是提高流体动力转子效率的关键因素。转子的半径为(R),转子的最大投影面为(лR2),叶片(2)的有效迎流投影面积为(A),条件式(A/лR2≤1)。转子半径(R)变量与叶片(2)的扇型面(As)成正比;转子半径(R)变量的范围在理论上为无限,但一般地可取R≤60米为宜。
2﹑由特征1所述的高效流体动力转子,其转子的整体龙骨结构是一种:大型绷床式结构;用刚圈(3),刚性连杆(4)及绷紧索(5)组成。
3﹑由特征1所述的高效流体动力转子,其叶片(2)为张拉膜式结构组成,叶片(2)的数量(n)在3~30以内为宜,与转子半径(R)变量成正比。
4﹑本高效流体动力转子,是为更有效的利用流体形可再生能源而设计的如:风能及海流能的利用。
由此可见,本发明采用的这种有利于增大动力转子有效迎流面积(A)的方法;使得风轮转子的有效迎风面积(A)可以比现有风轮的大数倍。同理,这对于其它流体轮机转子也是如此。
本高效流体动力转子的理论依据充分,实际可行;是实现巨型高效流体动力转子的理想方式。现有水平轴旋桨式风力机及最新报道的摆翼式立轴风力机都不能与之相比。

风轮机转子性能及经济指标:
序号 比较项 现有转子 高效转子
1 力矩 小 大
2 启动风 大 小
3 出功力 小 大
4 需调速 大 小
5 迎风面(A) 小 大
6 投资回收期比 1.00 0.43
7 总投资比 1.00 0.55

更加实际的概算比较如:
现有风轮机 848.23 千瓦大型风力发电机 价格(元) 5089392 元/台
按使用寿命只算10年,满负荷率33%计算,该产品可发电:
10 × 365 × 24 × 0.33 × 848.23= 24520690.7 (kwh)
所以,每度只需要0.208元,折合2.5美分,比火电还便宜二成。 0.208 元/kwh
2.5 美分/kwh

高效风轮机 2968.81 千瓦巨型风力发电机 价格(元) 9571150 元/台
按使用寿命只算10年,满负荷率54%计算,本产品可发电:
10 × 365 × 24 × 0.54 × 2968.81= 140436683 (kwh)
所以,每度只需要0.068元,折合0.8美分,比火电还便宜6倍。 0.068 元/kwh
0.8 美分/kwh

此概算与实际情况将不会有太大差距,因此可从近期的我国风电上网电价(一览表)来看:本高效流体动力转子用于风机,即为高效风轮机;在风力发电机组中是产生效益的关键组件。由于本高效流体动力转子,是为更有效的利用流体形可再生能源而设计的,对风能及海流能的大规模开发利用将发挥巨大作用。

各风电场电价水平一览表
序号 风电场 电价(元)
1 内蒙古朱日和风电场 0.609
2 内蒙古商都风电场 0.609
3 内蒙古锡林浩特风电场 0.648
4 河北张北风电场 0.984
5 新疆达坂城风电场一厂 0.533
6 新疆达坂城风电场二厂 0.533
7 辽宁东岗风电场 0.915
8 辽宁大连横山风电场 0.9
9 浙江苍南风电场 1.2
10 海南东方风电场 0.56


二:高效风力发电系统的优势
控制优势:微风空载启动,中央单片机集中控制,两倍排量转换,电机励磁出力闭环控制,风机速度恒定(带异步发电机则功率,压力,速度自适应)。
效率优势:微风2M/S启动,发电时间增30%;效率增至80%左右。微风至四倍额定风速全效率发电。
成本优势:大型风电项目千瓦成本大幅度降低,优势巨大,这是风电场建设的关键性突破。有望达到现有风电机组效率的3倍。

高效风力发电机组与传统高性能风力发电机组性能参数比较如下表所示:
(1000KW并网型)
发电机参数发电机组 启动风速(M/S) 额定风速(M/S) 切出风速(M/S) 最大输出功率(KW)
传统风力发电机 3.0 12 25 1000
高效风力发电机 2 8 30 2000

发电机参数发电机组 效率(%) 设计寿命 (年) 价 格(元/kw) 年发电量(万度)
传统风力发电机 42 20 8000 200
高效风力发电机 80 20 3000 600

从上表可以看出,虽然只是几个最简单最基本的数据,但是高效风力发电机的性能远远超出了传统的风力发电机组。

注:从当前的技术和材料条件看,完全能用索膜结构来修建 D=120m直径的大风车。
膜结构作为一种现代化的工程结构,显示了当今建筑技术与科学的发展水平,也具有巨大的发展潜力,在新的世纪中,膜结构必将在建筑结构中占有重要的地位。其造型自由轻巧、阻燃、制作简易、 安装快捷、能易于、使用安全等优点,因而使它在世界各地受到广泛应用。
膜结构相关信息见:http://co.163.com/forum/content/958_253308_1.htm

专利技术实施许可转让 (并网型——仅供参考)
开发可再生能(最新重大成果)项目
专利申请号:200620007005.8 发明名称:高效流体动力转子
风力发电中巨型风机的关键组件
一种高效流体动力转子(最新专利);本高效流体动力转子,是为更有效的利用流体形可再生能源而设计的,对风能及海流能的大规模开发利用将发挥巨大作用。
有望把电价降到每度只需要0.08元,对这感兴趣的可联合开发,经营,是兆瓦级的发电系统工程。 以1575千瓦巨型风力发电机为例,比较各风轮机性能及经济重要指标;展示空前的可喜成果。
发展本项目即可见效,对可再生能项目效果更加显著,预期在不久的将来告别能源危机。

本专利技术实施许可转让的第一目标是:
1. 提供1000Kw风力发电机组中的风力机设计技术; 采用专利申请号:200620007005.8 发明名称:高效流体动力转子 的相关技术为受让方提供依据.
2. 服务内容简介: 风力机设计的技术资料提供, 加工及制安设计图, 主材料单。
3. 为1000Kw风力发电机组中的风力机塔架提供改进的相应技术配合。
4. 本专利技术实施许可转让方式为:普通许可。
该专利申请技术项目的使用费由:入门费和利润额提成二部分组成。
合同生效日支付入门费(¥、$) 8 万元,利润额提成A(元)的计算方式为:风力发电机组销售价格B(元/台),风力发电机组成本价格C(元/台),实施许可的风力发电机组销售量D(台)。
计算式:A=(B-C)*D*35%, 预计(B-C)=2(元/W)
利润额提成A(元)每年底结算一次。

1. 许可方向被许可方提供全部专利申请文件,同时提供为实施该专利申请而必须的工艺流程文件,提供设备清单,用于制造该专利申请产品,并提供实施该专利申请所涉及的技术秘密及其它技术。
2. 有关条款以正式合同书为准。
欢迎先电函联系,其他合作方式可由被许可方提供意向书或面议。

另:有意代理本专利国际化审请的单位可联系。为加快国际市场的发展,本项目专利国外审请权可部分转让,条件可先提议。

发明人:宋锡义
电 话: 0898-68172053
E-MAIL:sgmf8sxy@126.com
地 址: 海南省 海口市

招商报告(风力发电项目)(封面页)



开发可再生能(最新重大成果)项目


专利申请号:200620007005.8
发明名称:高效流体动力转子


中国(海南)高效能源开发有限公司(筹)


发明人:宋锡义
电 话: 0898-68172053
E-MAIL:sgmf8sxy@126.com
地 址: 海南省 海口市
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sxy555
2006年08月02日 07:58:38
7楼
贴现出的没有图样,要见图的就解压不难;谢谢了。
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zyzl
2006年08月02日 22:43:18
8楼


凡是有两面,这个东西不错,可又有广告之嫌 , 给分较难了,是乎给的少了,但。。。。。。补上把
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sxy555
2006年08月03日 16:17:09
9楼
看来不全贴现出就要能好些。没有要出广告的打算;算是压缩文件多了点内容。贴现出来有广告之嫌 ,给版主为难了,可适当删除些吧。
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nhfx2001
2006年08月03日 17:07:45
10楼

不要有那么多的顾虑,只要对大家有价值,广告一下也无防.希望看到你在"新能源"方面更多的介绍.
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sxy555
2006年08月04日 15:04:41
11楼
谢谢楼主:希望看到在"新能源"方面更多的介绍.我推荐大家可见(中国新能源网):http://www.newenergy.com.cn/
在本栏目下,更进一步地要以索膜结构在风车中的利用为主;欢迎加贴。
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