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獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利的可控輸出功率的垂直軸型風(fēng)能機(jī)

可控輸出功率的垂直軸型風(fēng)能機(jī)”日前獲得國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局發(fā)明專(zhuān)利，現(xiàn)已進(jìn)入國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)階段，并準(zhǔn)備建設(shè)示范工程。

該項(xiàng)專(zhuān)利的發(fā)明者、年逾50歲的秦明慧系教授級(jí)高工，就職于國(guó)家海洋局溫州海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，20多年來(lái)一直從事海洋氣象領(lǐng)域的應(yīng)用與研究工作，熟悉氣象、海洋及物理學(xué)領(lǐng)域的理論與應(yīng)用。自研究風(fēng)電技術(shù)新發(fā)明以來(lái)，10多年來(lái)，風(fēng)能數(shù)據(jù)、模型、理論與實(shí)際支撐、試驗(yàn)參數(shù)等方面做了大量的研究和測(cè)算，為該技術(shù)的可行性提供了一系列的可靠數(shù)據(jù)。

該項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利是秦明慧在2012年10月其研究成果“浮動(dòng)無(wú)軸環(huán)型垂直葉片風(fēng)能機(jī)”獲得國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局實(shí)用型專(zhuān)利認(rèn)證的基礎(chǔ)上，加以論證和技術(shù)升級(jí)并申請(qǐng)成功的

據(jù)介紹，可控輸出功率垂直軸型風(fēng)能機(jī)”專(zhuān)利技術(shù)示范工程目前正在積極準(zhǔn)備中，計(jì)劃投資2800萬(wàn)元人民幣，建設(shè)1000-3000千瓦單臺(tái)風(fēng)電機(jī)組，依托現(xiàn)有內(nèi)蒙古的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)進(jìn)行技改項(xiàng)目實(shí)施，技術(shù)團(tuán)隊(duì)集結(jié)了物理學(xué)、自動(dòng)控制、電氣工程、氣象及設(shè)計(jì)建設(shè)等領(lǐng)域人才。

秦明慧告訴記者，示范工程勝利的基礎(chǔ)上，將陸續(xù)設(shè)計(jì)及投資建設(shè)50萬(wàn)千瓦級(jí)和百萬(wàn)千瓦級(jí)的風(fēng)電機(jī)組。

臨時(shí)關(guān)注該項(xiàng)發(fā)明的中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)華東電力設(shè)計(jì)院副總工程師兼新能源項(xiàng)目部主任林利民表示，如果推廣勝利，該項(xiàng)風(fēng)力發(fā)電比例有望占到中國(guó)電力供應(yīng)的30%以上，推動(dòng)中國(guó)乃至全球風(fēng)電的發(fā)展。

中國(guó)是風(fēng)電大國(guó)，當(dāng)前已進(jìn)入推進(jìn)新能源革命的戰(zhàn)略機(jī)遇期，優(yōu)化能源布局、控制煤炭消費(fèi)、提高能源利用率是主要的政策方向。資料顯示，僅中國(guó)華北與西北局部地區(qū)的地面以上800米以下的空間，可開(kāi)采風(fēng)力資源就有100億千瓦以上的發(fā)電容量。然而，受技術(shù)和地面風(fēng)場(chǎng)特性的限制，采集風(fēng)能高度通常低于200m單機(jī)容量小于6000kw采集風(fēng)能效率低，電能質(zhì)量低，建設(shè)本錢(qián)高，并網(wǎng)技術(shù)難度大。

可控輸出功率的垂直軸型風(fēng)能機(jī)”發(fā)明原理針對(duì)現(xiàn)有風(fēng)電技術(shù)難點(diǎn)，提出了創(chuàng)新理念和技術(shù)原理。其風(fēng)電機(jī)組大型化使能量轉(zhuǎn)換效率提高，可針對(duì)不同風(fēng)場(chǎng)特征設(shè)計(jì)繼續(xù)采集數(shù)百至數(shù)千米高空不同方向的風(fēng)能，連續(xù)發(fā)出數(shù)萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn)千瓦高質(zhì)量的電能，克服現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電聚能功率小、效率低、且輸出不穩(wěn)定等問(wèn)題。

尤其是能直接上國(guó)家電力主網(wǎng)”提供高質(zhì)量電能的創(chuàng)新，吸引專(zhuān)家關(guān)注。據(jù)介紹，保守風(fēng)電轉(zhuǎn)換高質(zhì)量的交流電，需經(jīng)歷超大功率的交直交轉(zhuǎn)換及電池儲(chǔ)能技術(shù)，如直接上網(wǎng)，存在技術(shù)難度大、投資本錢(qián)高、電能質(zhì)量差、主網(wǎng)不愿意接收及環(huán)境壓力等問(wèn)題。

林利民認(rèn)為，該發(fā)明巧妙利用相同截面的環(huán)形浮體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，突破了慣例風(fēng)力發(fā)電機(jī)的技術(shù)局限，與目前各種垂直軸風(fēng)機(jī)在概念上、形式上、規(guī)模上完全不同。

亦關(guān)注該項(xiàng)發(fā)明的中國(guó)氣象科學(xué)研究院理學(xué)博士陳輝表示，該發(fā)明提出了進(jìn)一步利用風(fēng)能效率更高的近地層風(fēng)能資源的設(shè)想，如實(shí)施相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)和示范工程建設(shè)，將為風(fēng)能資源豐富的中國(guó)西北、華北高原地區(qū)，發(fā)明巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。