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活动扇叶风轮塔可颠覆现有风力发电

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视频来自:百度贴吧


IP属地:北京1楼2024-10-01 10:23回复
    今天是75周年国庆,在这个举国欢庆的盛大节日里,我用新发明的(活动扇叶风轮塔)向祖国表示祝愿:祝愿伟大祖国日益富强!人民幸福!能源充沛!双碳目标早日实现!


    IP属地:北京来自Android客户端2楼2024-10-01 11:34
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      中国需要大量的绿色风能,开发绿色风能的关键是风力发电机的降本增效,持久耐用,低风速发电,抵抗风灾的水平如何。因为只有做好这些,才能使我国的各省市县及广大的乡村都能用上绿色风电,并使储电恒久低价保障绿色风电的充足持久平稳的提供。这些也是本人创想(活动扇叶风轮塔)的出发点。(活动扇叶风轮塔)的构思是比较现有的水平軸风力发电设施的缺陷进行的。现有的水平軸风力发电机的缺陷是1不适用于我国广大的用电量大的低风速平原地区,2在最佳的风速下对迎风面所过的风能的利用率仅为30%多一点,在风能比较充沛但风速变大的的地区建造时由于风轮的只能选用比较高的实度,所以在多数低风速时间或停转或发电量很低,而在高风速时段则会因发电过量而电网无法容纳,造成弃风弃点,3转动时要占用巨大的球形空间,使各风机的距离大,输电线路长费用高,还容易对生态环境产生影响,4投资成本高,回本周期长风险高,实际的度电成本高且很难降,特别是海上风电成本翻几倍,5运输安装难度大风险高,风塔为独立柱,扇叶长且几十吨重,电机及变速装置偏航装置都高置于塔顶,这些都给运输吊装造成很大难度和风险,特别是安装在地势高点和深海的大型水平軸风机其难度风险就更突出,6抗灾能力不高,独立柱支撑几百吨的风轮电机等是一种头重脚轻稳定性差的状态,如果发生地震后地形发生变化就会改变风机的原有重心位置,容易造成风机倾倒,巨大沉重的风扇叶在高风速时产生的离心力容易超过其结构强度的极限使扇叶被离心力拉碎,电机置于塔顶极不利于消防,一旦火灾只能任其焚毁,在雷雨天风扇叶转至最高点时容易遭到雷击损毁,冰雪季节扇叶结冰无法及时清除能造成三个扇叶重量失衡也会降低使用寿命。7把电机等设备置于塔顶,使运维作业难度大风险高,一旦主要轴承扇叶等主要部件出了问题几乎无法解决。8由于水平軸风机的高实度比造成了很多时段无法发电或发电很少,所以与现在的高成本的储能设施经济算账划不来很难匹配,9水平軸风机的寿命很难持久,因为上百吨的风轮重量都压在主軸承上,很多风力几年主轴就有响声,想工作二十年是困难的。一旦转不动了就寿命终止。10水平軸的报废其扇叶会形成难处理的设备垃圾要浪费运费并占用大量空间,其废弃的化工材质很难被广泛利用也无法利用环保手段短期处理。


      IP属地:北京来自Android客户端3楼2024-10-01 11:34
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        除了现在广泛建造应用的水平軸风机外,现在面世的还有许多小型垂直軸风机,这些风机一般都属于小型风机,其经济上的成本效益比更低,对风速的要求更苛刻,全面比较还不如水平軸风力发电设备。更无法与(活动扇叶风轮塔)比较。在此就不再评论了。


        IP属地:北京来自Android客户端4楼2024-10-01 11:35
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          基于上述现有的水平軸风机的各种问题,本人经观察,思考,对比提出了一种(活动扇叶风轮塔)风力发电构思并手工制作了一个可演示的模型供大家观察论证。该模型于2023年已申报专利。以下就模型的构造做一简要介绍:如模型所演示,风轮塔分为固定部分和旋转部分两个基本部分。固定部分由一根直立的中心固定軸及基础,四根直立的承重立柱及基础,两个水平圆形轨道,四根顶部斜拉杆、四根顶部横拉杆组成。它们共同紧固连接构成了一个立在地面上的圆柱笼状稳固结构,可以很稳定地支撑旋转部分在其内旋转。旋转部分由一根直立且可转动地套在中心固定軸外的中心活动軸,十六根内端固定连接中心活动軸外面外端可转动连接活动扇叶风轮中心的风轮横轴,十六个活动扇叶风轮,十六根两端分别固定连接相邻风轮横轴的风轮横轴连杆构成,活动扇叶风轮由位于中心的风轮毂,呈辐射状布置的四根风轮辐軸,与风轮辐軸可转动连接的四片活动扇叶,四付各自固定连接在所在各自风轮辐軸中部的限位器,及最外边圆形轮圈构成。活动扇叶可以在限位器内往复摆动。十六个活动扇叶风轮分两层每层八个均匀分布在两个圆形轨道上。所有风轮上的活动扇叶从正面看都安装在风轮辐軸的逆时针方向一侧。所有的风轮都正面朝外垂背面对着中心活动軸垂直于横轴并垂直落在圆形轨道上。这样可以在风力吹动是所有活动扇叶风轮转动的方向一致,产生合力共同带动中心活动軸围绕中心固定軸沿着逆时针方向旋转。


          IP属地:北京来自Android客户端5楼2024-10-01 11:35
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            (活动扇叶风轮塔)转动的原理:在每个圆形轨道上的八个活动扇叶风轮均匀分布在圆形轨道上。当风吹向它们时,位于风轮塔前方的风轮的活动扇叶正面被风吹会向活动扇叶的反面倾斜,当被限位器限制不再动时,就会产生旋转力使风轮沿着圆形轨道带动中心活动軸按逆时针方向旋转。与此同时,位于中心活动軸后方的风轮的活动扇叶的反面会被风吹向正面倾斜,当被限位器限制不再动时,也会产生旋转力使风轮沿着圆形轨道带动中心活动軸逆时针方向旋转,这样就与前方风轮形成了合力共同带动中心活动軸按逆时针方向旋转。通过中心活动軸下端安装的传动齿轮及调速器使发电机转动发电。与此同时,位于风轮塔两侧的风轮处于与风向平行的位置,其活动扇叶的正反两面都有风平行通过,在风力的作用下,活动扇叶既不倒向反面也不倒向正面,只能居中。这样既不产生动力也不产生阻力,在原有的惯性作用下继续在圆形轨道上滚动。由于轨道是正圆形的,所以无论风从哪个方向吹来,或者风向如何改变,活动扇叶正面,反面被风吹的总面积是不变的,所以只要风速达到转动的标准,无论风向如何,风轮塔都会同一方向转动。所有活动扇叶风轮正面朝外安装风轮塔总是按逆时针方向旋转的,但如果活动扇叶风轮的反面都朝外安装则风轮塔的旋转方向是顺时针方向。有时为了需要可以将逆时针方向旋转的风轮塔与顺时针方向旋转的风轮塔组合安装在一起。


            IP属地:北京来自Android客户端6楼2024-10-01 11:36
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              (活动扇叶风轮塔)与现有水平軸风力发电机比较的优点:一,获取风能的能力要强于现有风机。所有的活动扇叶风轮的扇叶的实度大且产生的阻力小,因为所有扇叶都是滚动在在圆形轨道上,各扇叶与来凤形成的角度是不同的,几乎不产生影响后边扇叶的尾流,因此风轮的实度可以是水平軸风轮实度的好多倍,实度大接受的风能多还有利于低风速启动低风速多发电。活动扇叶风轮呈圆形均匀分布,同一时间几乎所有圆形轨道上的活动扇叶都能或多或少地将风能转化旋转的机械能。大致估计风能利用率大约占风轮塔迎风面接受的风能的50%。风轮塔的形状为圆柱形,由四根建在外圈边上的立柱和一根立在中心的固定軸支撑,腰部与圆形轨道固定连接,立柱和中心固定軸顶部由连杆连接具有极稳固的结构。这种极稳固的结构很适合将风轮塔建造得比现有水平軸风机更高。而更高天空上的风速更快,风轮塔获得的风能更多。这样就可以使平原地区也可以使用风力发电。风轮塔获得风能不受风向变动的影响,惯性可以充分利用,这比起水平軸风机也能提高对获取风能的利用率。


              IP属地:北京来自Android客户端7楼2024-10-01 11:37
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                (活动扇叶风轮塔)的优点二:抗灾能力强。风轮塔的固定结构为多立柱支撑的圆柱型,大比例重量的电机变速器都可置于较低的位置,这种状态的抗震能力,抗风灾能力远高于独立柱支撑头重脚轻的水平軸风机。即使八级地震或100米/秒风速也难毁坏它。如果立柱采用金属结构即可防止雷击毁伤。风轮不停转动的同时,活动扇叶也在不停地摆动,使冰雪无法在风轮上积累。风轮的滚轮结构及风轮塔几十米的直径,完全不必担心离心力对风轮及风轮塔的毁坏。即使置于海上风浪中的浮筒之上,在晃动中结构依然稳固。


                IP属地:北京来自Android客户端8楼2024-10-01 11:38
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                  (活动扇叶风轮塔)的优点三:各部组件容易制造,便于运输,安装风险低,日常运维方便安全。地基为五个占地2至3平米的很容易施工的混凝土楞台墩,无需水平軸风机的基础那样大面积的钢筋混凝土。所用材料都是标准型材,一般普通标准轴承,螺栓,没有高标准要求的厂房和复杂繁琐的工艺工序。运输的构件都是小体量,小吨重的散件,皆可在建成第现场组装,遇到复杂地形甚至可以人工运至现场。施工无需大型起重设备,一般气象条件皆可施工安装。电机电缆电控设备都安装在近地面处便于日常维护调整修理且免于高空维护的风险。活动扇叶风轮置于圆形轨道上便于维护。


                  IP属地:北京来自Android客户端9楼2024-10-01 11:38
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                    (活动扇叶风轮塔)的优点五:与现有水平軸风机比较它的适用范围要广泛得多。除了适用风力资源良好的风场外,很多水平軸风机不适用的地方它也能适用建造。由于它具备的无需摆动就可接受任意变化方向的风能及它的活动扇叶只接受风能不产生阻力的特性,所以可将它建在风向上下左右频繁变化的山谷中。如果将它成行排列在风向风速无定变化的我国西北沙漠中,除了可将风魔化为能源之外,还可阻止风沙的移动,降低风沙对我国北方城乡的危害,并有利于沙漠绿化治理化沙为田。它能以较低的投资高高矗立建在我国的平原区,利用平原较高上空快于地表面风速一倍以上的的风能发电就近消纳,减轻西电东送的电网压力。当它被建在浅海时可直接打五个基桩即可完成基础,可省去很多基础费用。当将它建在深海时,它不惧摇摆可抗强风发电的特点可大幅度减小浮箱的体积从而大幅减少投资,使我国辽阔的深海领域变成高效益的能源基地和投资领域。而上述这些都是现有的水平軸风机无法达到的。


                    IP属地:北京来自Android客户端11楼2024-10-01 11:39
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                      (活动扇叶风轮塔)的优点六:它与水平軸风机相比具有占用空间小的优势,一般地说,节约空间就是最根本的节约。水平軸风力机的风扇在风向改变时会随风向摆动,他所占用的空间是个球体,水平軸风机的扇叶产生很长的旋转尾气流很长,这样会使前后风机的距离拉的较长。因此水平軸风机群对风场的风力资源难以充分利用。相比之下(活动扇叶风轮塔)就具有明显的空间占用优势。它的空间占用是个固定不变的圆柱体,不会因为风向的改变而增大。又因为它各个风轮的扇叶都是活动的,在风轮在圆形轨道的滚动过程中不断改变与来凤形成的角度,做功后的气流呈发散状,产生不了固定的尾流。因此,设在风场中的众多(活动扇叶风轮塔)之间的距离可以建得较小。这样可以充分利用有限面内风场的风能资源。保守的估计,同样的面积内,所设置的(活动扇叶风轮塔)的发电能力至少可超过现有水平軸风机发电能力的一倍以上。


                      IP属地:北京来自Android客户端12楼2024-10-01 11:40
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                        (活动扇叶风轮塔)的优点七:与现有水平軸风机比经济优越性显著。首先是同样满发度电造价低。由于它的发电机等占整个重量份额大的设备都处于低位,所以塔架用材量及费用会大幅减少。它没有又长又大又加工复杂繁琐的塔筒和扇叶的加工,只有相对较为简单的风轮制造。所以加工费也会减少。由于没有大体量大重量的运输吊装工作,所以运输吊装费用也会大量减少。由于无需巨大昂贵的主轴承,偏航装置,所以可以完全省去这些费用。在风场众多风机规划布置时,由于可以比水平軸风机密集,所以可以减少电缆和相关电器设备的用量也减少了费用。在有些年平均风速不高的地区水平軸风机的经济效益是不高的,这是因为水平軸风机一般都是三个风扇叶的低实度比风扇,这样的风扇在低风速时吸收风能的效率很低,所以发电很少经济效益也就不高。而(活动扇叶风轮塔)的扇叶都是产生阻力很少的活动扇叶,所以在这些地方可以选用高实度比的活动扇叶风轮,而高实度比的风轮可在这些低风速地区收集比水平軸风机更多的风能,能达到比水平軸风机要高的经济收益。水平軸风机在深海建造的费用是高昂的,回收成本需要很长周期,其原因除了风机本身的原因外,还有是因为需要花费巨资制造非常巨大稳定的飘浮装置所致。相比之下(活动扇叶风轮塔)建在深海时并无需十分稳定,在保持飘浮的状况下一定程度的摆动也不影响稳定发电。所以可以建造较小一些的浮筒减少投资以产生较好的投资效益。(活动扇叶风轮塔)的降本增效具有重大意义,它还能降低储能成本,带动储能设备的普及应用,减少清洁能源发电的限电行为,也便于风电在储能设备的作用下就地消纳使用,减轻输电网的压力。


                        IP属地:北京来自Android客户端13楼2024-10-01 11:41
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                          (活动扇叶风轮塔)的优点八:能够将它安装在船甲板上发电供电机带动船在水上航行。如果再配上储能设备,在风速高时还可以储电为低风速时的航行提供电力。活动扇叶风轮塔与风帆比较有无法替代的发电功能。如果在一万吨的船甲板上安装两个顺时针旋转和两个逆时针旋转的直径皆二十米,高五十米的(活动扇叶风轮塔),在风速10米/秒的情况下,每小时大约可提供1千度电,这些电能大概能为中速航行提供一半的动力。我国是船舶大国,如果很多船都能这样,那可减少的碳排放量将是巨大的,无益会加速双碳目标的早日实现。


                          IP属地:北京来自Android客户端14楼2024-10-01 11:41
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                            (活动扇叶风轮塔)所有的部分都容易拆解,拆解后便于运输,回收利用。它无需采用大量的化工材料,不会形成报废后的风电垃圾。


                            IP属地:北京来自Android客户端15楼2024-10-01 11:41
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                              活动扇叶显神通,助我东方巨龙腾。风抚群塔化绿电,驱除碳魔天下同!


                              IP属地:北京来自Android客户端16楼2024-10-01 11:41
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