[01237035]小功率新型垂直轴风力发电机系统的研发

风能是一种清洁、安全、再生绿色能源，取之不尽、用之不竭，已逐渐成为世界各国大力开发利用的一种新能源。相对于水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机有其自身的优点，重心低、结构稳定、维护方便，并且降低了成本。　　垂直轴风机不需要迎风调节系统，可以接受360度方位中任何方向来风，主轴永远向设计方向转动。垂直轴风力发电机叶片的尖速比要比水平轴的小，气动噪声小，噪音低带来的好处是显而易见的，在边防哨所、城市公共设施、路灯、民宅等噪音不可过高的地方，都可以应用垂直轴风力发电机。　　本研究致力于研发三戟消涡式内腔风能传递垂直轴风轮、与风轮同轴的直接驱动永磁风力发电装置和离网式风力发电机的电压控制器三部分相结合的小功率新型垂直轴风力发电机系统。　　该三戟消涡垂直轴风轮具有涡流损失低、功率系数高、结构简单、运行可靠和外形美观等特点。直驱式永磁风力发电机可使得微风启动运转，提高了风能的利用率。电压控制系统解决了由于风速不稳定所导致输出电压、频率变化较大的问题，能够提供电压、频率稳定的交流电源以满足用电需求。　　本项目研发出了小功率新型垂直轴风力发电机系统。在风轮结构、风机支撑体系和传动结构等方面从设计理念、实施手段和成本挖掘等环节进行了技术革命和技术创新，不仅提高了风能的利用率，而且降低了开发和利用的成本。　　本项目的推广应用前景广阔，经济效益和社会效益十分明显，具体表现在以下几个方面：　　1、是解决我国常规能源供应不足的有效途径，对提高我国能源供应的多样性和安全性有积极作用，有利于保持我国经济和社会的可持续发展。为电力市场提供新的绿色环保能源装置。　　2、提供了一套小功率新型垂直轴风力发电机系统。解决了传统风力发电过程中风能的涡流损失、风能利用率低、微风不能做功和输出电压不稳定等诸多难题。　　3、本项目所研制的小功率新型垂直轴风力发电机系统和传统垂直轴风力发电机相比，成本低廉、结构简单，经试验和分析验证，具有涡流损失较低、起动风速低、无噪声、功率系数和可靠性高等优点。　　本研究立足于理论研究与生产实践和应用领域相结合的指导方针，通过样机的实际运行特性，进一步分析了其结构特性，优化了其性能参数，为成果的进一步推广应用奠定了基础。　　经过初步试验，研究结果表明，采用小功率新型垂直轴风力发电机系统，最大风能利用率可达45﹪，当风轮的转速达到40rpm时，有效输出功率可达到500W，且能在1.6～30m/s较大风速范围内工作，可实现电压的稳定输出，为本成果的推广提供了应用前景。　　下一步的措施是依托本成果的绿色环保、应用广泛等特点，进一步完善小功率新型垂直轴风力发电机系统的工艺性能，以省科技厅和教育厅等政府部门的大力支持为后盾，加强成果的宣传，使得具有自主知识产权的科技成果真正转化为生产力，为创建节约和谐型社会做出贡献。