風(fēng)力機(jī)“瘦身”進(jìn)萬(wàn)家

浦泓毅

對(duì)尋常百姓來(lái)說(shuō)，瘦身版的風(fēng)力發(fā)電機(jī)走進(jìn)庭院，未免也太過(guò)匪夷所思。

說(shuō)到風(fēng)力發(fā)電，在人們的眼前總會(huì)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(chǎng)景固然壯觀，卻由于受到場(chǎng)地、風(fēng)力等條件的諸多限制，難以大范圍鋪開。對(duì)于尋常百姓來(lái)說(shuō)，能夠使用清潔廉價(jià)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(gè)龐然大物，未免也太過(guò)匪夷所思。

上海愛(ài)瑞科技發(fā)展有限公司工程師王琪告訴記者，目前常見(jiàn)的大型風(fēng)力機(jī)屬于升力型風(fēng)力機(jī)。它的特點(diǎn)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(jī)械能的轉(zhuǎn)換率可以達(dá)到40%的水平。然而，在低風(fēng)速環(huán)境下，身型修長(zhǎng)的升力型風(fēng)力機(jī)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(jī)的轉(zhuǎn)化率始終難以超過(guò)10%，對(duì)于風(fēng)速的挑剔胃口嚴(yán)重限制了它的使用范圍。如何提高風(fēng)力機(jī)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(duì)這一業(yè)內(nèi)難題，上海愛(ài)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(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)上，愛(ài)瑞科技推出了其最新研發(fā)的阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)原理樣機(jī)，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(jī)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(dá)到了13%。這樣的數(shù)據(jù)在整個(gè)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(xiàng)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(jī)會(huì)享受到風(fēng)能發(fā)電所帶來(lái)的清潔和實(shí)惠。王琪表示，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛，無(wú)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(xiàng)技術(shù)?！拔覀兊脑順訖C(jī)已經(jīng)通過(guò)了包括風(fēng)洞試驗(yàn)在內(nèi)的各項(xiàng)測(cè)試，表現(xiàn)出來(lái)的數(shù)據(jù)都相當(dāng)喜人。下一步就是針對(duì)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(wú)難度了?！?/p>

如果說(shuō)修長(zhǎng)挺拔的升力型風(fēng)力機(jī)是同類產(chǎn)品中窈窕淑女，那么愛(ài)瑞科技開發(fā)的阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)便可算得上袖珍玲瓏的小家碧玉了。與動(dòng)輒十?dāng)?shù)米高的升力型風(fēng)力機(jī)不同，阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)包括傳動(dòng)系統(tǒng)在內(nèi)的各項(xiàng)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(duì)較小，安裝后能與建筑完美融合，而不會(huì)出現(xiàn)風(fēng)力機(jī)“鶴立雞群”的尷尬局面。

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

王琪還告訴記者，風(fēng)能開發(fā)目前面對(duì)的重大瓶頸之一，就是升力型風(fēng)力機(jī)的成本太高。風(fēng)力機(jī)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(jiàn)風(fēng)力機(jī)的一組三枚葉片要裝配到一起，必須經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡測(cè)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(lái)套合格的葉輪，這使風(fēng)力機(jī)的制造成本一直居高不下。而阻力型風(fēng)力機(jī)卻沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題，愛(ài)瑞科技的原理樣機(jī)葉輪由研發(fā)人員手工制作而成，也順利通過(guò)了動(dòng)平衡測(cè)試。同時(shí)，由于垂直軸風(fēng)力機(jī)可以利用來(lái)自所有風(fēng)向的風(fēng)源，原本必需的風(fēng)向偏航機(jī)構(gòu)與風(fēng)葉變槳機(jī)構(gòu)都可以一并省去。王琪說(shuō)：“這兩項(xiàng)機(jī)構(gòu)制造成本和維護(hù)成本都很高，把這兩部分‘瘦身以后，風(fēng)力機(jī)的成本就大大降低了。”

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