[实用新型]风帆风力发电机

说明书

一、所属技术内容：本实用新型涉及一种风力发电装置。

二、技术背景：风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。风力发电系统效率很高，但它不是仅由一个发电机头组成的，而是一个由风力发电机+充电器+数字逆变器组成有一定科技含量的小系统。风力发电机由转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能的机头、能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能转体、使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能的尾翼、用来接受风力并通过机头转为电能的叶片组成。每一部分都很重要。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。

现状中国各地目前已有40多个风力发电场建成发电，最大的风力发电场位于内蒙古自治区。该风力发电场计划到2008年成为亚洲最大的风力发电场。同时，我国已经通过法律，决定用关税和其他方面的优惠措施来鼓励推广使用水力、风力和太阳能等非矿物能源。在2004年出台的国家能源中长期发展规划中，将风能供电作为主要的能源项目，提出了2010年风电装机容量400万千瓦，2020年达到2000万千瓦的目标，届时风电将占总装机容量的2％。

优势风力发电环保无污染，不耗费能源，不受地域，时间限制，适应范围广。

问题虽然风力发电有各种利好，但有两个根本问题不能回避：成本和风力，在现在这个功利时代，利益是最重要的，也是人们最关心的。前段时间，上海义卖绿色风电，有宝钢等大公司去购买，“绿电”的预售价格达到0.8元/千瓦时，折合成风电机组造价，则已超过1万元/千瓦；即使在内蒙古辉腾锡勒风场，风电厂的综合造价也达到了0.78元/千瓦，而风电含税上网电价为0.45～0.5元/千瓦时，高出普通电价50％以上。为什么风力发电的成本怎么高呢？因为风电机组进口设备的售价要比国内设备高出30％，而设备成本占到了发电成本的80％，由于设备过于依赖进口，直接导致我国风电成本上升，相比于火电、水电等传统电力能源，其成本缺乏竞争力。根据有关部门的测算，在现有条件下，风力发电的平均成本最少要在0.60元/度，如果采用进口设备，则需要更高的电价，而目前火电的平均成本仅为0.30元/度，风电的竞争劣势显而易见。2006年上半年，我国风电项目招标数量明显减少(仅有两个项目进行国际招标)，便是很好的佐证。

风力方面要解决风速和风力问题。一般说来，3级风就有利用的价值。但从经济合理的角度出发，风速大于每秒4米才适宜于发电。据测定，一台55千瓦的风力发电机组，当风速每秒为9.5米时，机组的输出功率为55千瓦；当风速每秒8米时，功率为38千瓦；风速每秒为6米时，只有16千瓦；而风速为每秒5米时，仅为9.5千瓦。可见风力愈大，经济效益也愈大。但是风速大于每秒8.0～10.79米的5级风在我国内陆大部地区时候很少，不足30天，时间很短，并且大多仅为3-4个小时。一天15个小时多达300天以上的为的3，4级风忽大忽小，左右变化，极不稳定，利用价值低。风力受风面积一般以发展叶片直径为主，只有在直径受到限制时才考虑增加叶片。所以，如果到2020年中国风电生产目标得到实现，那么这也不过是届时中国预期年电力消费量的1％。尽管水力和核能的重要性将日益增大，但大部分电力生产将继续依赖煤炭。成本高，风速低，风能不稳定是目前风力发电的主要问题。

于此对应，如日中天的光伏也有阳光不足问题，独立工作受到质疑，由于目前风力发电机的型态特点，大多在辟野荒郊，二者难以大量有机结合，风光电结合大有发展前途，新型风力发电机亟待产生。

三、发明内容：为解决成本高，风速低，风能不稳定，风光电结合问题，经过多年研究，本人发明 了风帆风力发电机，可以大面积、长时间的提供方便、廉价、环保、稳定、适合的风力电力。

地表大气由于受不同的太阳加温产生密度变化差异导致风的产生，只有为期不多的持续高温才能产生大风，长期持续的只有五级以下没有利用发电价值的小风，风力发电大多不能持续进行，只有利用地表、地貌、地形，把风集中起来加大风力才能变废为宝，比如；山岭顶部的凹型通道会形成特别大的风，建筑物间凹型通道也有比较大的风，还有河道，公路，物体间风都很大；因此，可以把风集中起来，加大风力，风口发电，风力增大，变废为宝。如果把凹型饱满风帆置于自然风口，建筑物风口处，继续把风集中起来，风力继续加大，必定是成功的风力发电。