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新奇 | 风塔式、鲸鳍型、球型……12款奇葩风力发电机,挑战你的脑洞!

国际能源网能源资讯频道  来源:风电头条  作者:简一  日期:2018-01-26

在各种形式的清洁能源发电中,风力发电绝对是最打眼同时也最具趣味性的。如果你见过今天小编整理的这些“奇形怪状”的风力发电机,一定会很认同这个说法。

很多风力发电机的长相和原理简直跟闹着玩似得,比如有位法国人发明了一种树状的风力发电机,风一吹,塑料树叶抖抖就能发电;再比如在天上不断打转的那些属于某404公司的巨型风筝。。。

下面,就是见证“神奇”的时刻——

01、谷歌Makani风力发电风筝

研发者:Google旗下的Makani。Makani位于加利福尼亚州,是一家年轻的清洁能源公司,其主要研发重点是飞行风力涡轮机(Airborne Wind Turbines)。事实上,Google2006年就开始对Makani进行投资了,2013年索性将其彻底收购。

原理:这款长相酷似航模飞机的Makani发电风筝和基座车之间始终保持连接,连接的自然不是鱼线或简单的绳子。机翼前方装有数个垂直旋转的涡轮发电机,风力合适时,风筝被放飞升空,开始兜大圈飞行发电。风速下降时,会回到悬停模式或返回基座。

02、双转子风力发电机组

研发者:2017年8月,Airgenesis LLC与加拿大安大略省金斯敦的M2Miling投资公司建立合作伙伴关系,在全球合作制造和销售5MW双转子风力发电机组。

特点:Airgenesis表示,该双转子风电机组将使用两个风轮直径相同的转子,两个风轮同向转动,相位角偏差30°。按照Airgenesis官网2012年公布的设计资料,双转子风机设计时的单机容量为11MW,设计轮毂高度为78-93米,额定风速16.7m/s,切入和切出风速分别为3m/s和40m/s。经过测试,该风机单机发电量可以达到传统风机的3倍。同时,每MW75万美元的造价也远低于传统风机。该设计已在美国、澳大利亚等多个国家取得专利。

03、IceWind小型垂直轴风力发电机

研发者:总部位于雷克雅未克的冰岛创业公司IceWind研发。2009年,该公司使用玻璃纤维制造出了第一台IceWind风机,在测试过程中发现这种风机能够很好地适应低风速环境。随后,研究团队开始使用不锈钢和铝合金制造风机,经过近五年的优化测试,公司于2014年推出了1KW风机。

特点:IceWind风机的设计灵感来源于风速表。IceWind的风力发电机是由不锈钢、碳纤维和高强度铝合金制造而成,现已设计并生产出两种产品,分别应对极端气候和低风速地区。公司资料显示,该风机设计使用年限为30年,可以在风速为2m/s-50m/s的环境下工作。不同于体积巨大的传统风机,IceWind风机可以安装在住宅、农场、甚至巴士站顶棚上。同时IceWind表示,该风机运行过程中发出的噪音低于35分贝,这样的设计有助于风机和自然环境更好地融合在一起。

04、日本Challenergy台风涡轮机

研发者:日本工程公司Challenergy曾推出过全球首个新型台风涡轮,Challenergy团队于2015年7月完成了台风涡轮机的模拟测试,并实现了30%的效率。

特点:该款风力涡轮机的主体由三个独立的垂直圆柱体构成。这样的设计保证涡轮机可捕获到多个方向的风,与之形成对比的是,传统风机往往受限于单一风向。同时,紧凑的设计让工程师可以通过收紧中心杆来调整叶片速度,以确保它们在风暴中不会旋转失控。

05、SheerWind公司INVELOX的发电机

研发者:它由总部位于明尼苏达州的SheerWind公司开发。

特点:从3.2km/h到90km/h的风能都可以利用上,将风电机组等效小时数提高至年均6000小时以上(基本是7x24的运转);内置3个涡轮机,确保充分利用风能。

原理:

1、全方位的集风口,位于该系统的最上部。集风口能接受来自各个方向的风。

2、随后,风穿过集风口,进入系统内部。

3、风在该系统的文丘里效应(Venturi Effect)下,聚集并加速。文丘里效应指的是这样一种现象:当流体流经管道,管道空间如果突然变窄,高速流动的流体附近会产生低压,从而导致流体流速增大。

4、风推动涡轮机,将风能转化为电能。

5、最后,尾部的扩散器把风重归大自然。

06、荷兰“能源球”风力发电机

研发者:由荷兰国际家用能源公司(Home Energy International)研制的

特点:能源球与其他风力装置不同之处在于,它采用的是一种水平旋转轴,并不是垂直轴,它风力发电是基于另一种叫做“文丘里效应”(Venturi effect)的物理学原理。文丘里效应的特征是当气流或液体速度收缩时产生一种低压,从而产生吸附作用并导致空气或液体喷射流动。在日常生活中该效应也时常可以看到。

07、日本“打蛋器”造型台风发电机

研发者:发明这款台风发电机的日本工程师名叫清水淳(Atsushi Shimizu),他表示这款打蛋器造型的发电机异常耐用,不但可以经受住凶猛的台风,还能将风力转化成电能。

特点:这款风力发电机在形式上与传统产品有两点不同。首先,它可全向运转,因此无论台风风向如何都能轻松应对。其次,风力叶片的速度可以调节,这样就不会因为风力过大而被吹坏。在初步测试中,这款发电机的效率比传统风力发电机稍低,但其优点是能扛住台风。

08、荷兰Ewicon无叶片风力发电机

研发者:荷兰梅坎诺设计事务所和代尔夫特理工大学开发

特点:它依赖所谓的静电转换技术(Electrostatic Wind Energy Converter),当风中的正电荷粒子穿过格栅导线便会产生电流。因此,该发电装置不会受外观形状的束缚,而且装配维修也相对容易许多。

09、Altaeros energies飞艇发电机

研发者:风力能源公司Altaeros energies,该公司把该项目命名为BAT(Buoyant Airborne Turbine)

特点:风力发电机被装在一个巨大的充氦飞艇里被带上高空,因为那里有着比地表更强也更稳定的风,能驱动发电机产生源源不断的电力,并通过固定飞艇的缆绳传递到地面。它的成本也很高,但该公司认为它仍然可以商业化,因为这项技术可在偏远地区比如海岛、军事基地等地方使用。

10、Whalepower“鲸鳍”风涡轮机

研发者:Whalepower公司,2007年,加拿大的一个能源机构测试了这种新型叶片。

特点:把涡轮典型的光滑叶片进行了重新设计,在结节的地方新加入了一组齿轮,如同鲸鳍的凸起一般。鲸鳍有适当的倾斜坡度是能够帮助它更好的在海水中上升和下降。但是倾斜的太多则有反效果——停滞。在涡轮叶片中加入这种类似于结节这样的结构能防止停滞现象的出现,并允许最大角度的倾斜。在弱风情况下,有一定倾斜角度的叶片在理论上是可以产生更多的能量。

11、风塔式风力涡轮机

特点:风塔式风力涡轮机是一种垂直的风力涡轮机,类似于改良的风涡轮机。30英尺高,4英尺宽的涡轮在风速是12英里每小时的情况下能产生2000千瓦电,即使是105英里每小时的风速也可以正常运转。

运转原理:风塔式涡轮机拥有大而薄得螺旋桨转子,其垂直的螺旋桨用来旋转发电。

12、霍尼韦尔风力涡轮机

研发者:哈德瓦公司

特点:霍尼韦尔涡轮机是为家庭和商务用创造的。霍尼韦尔是一种安装在屋顶的风力涡轮机,在最低2公里每小时的风速下运转。霍尼韦尔涡轮机没有传统风力涡轮机那样的齿轮。相反,它可以靠在叶片外围的磁力来发电。这样降低了阻力也就意味着提高了能量的输出。

本文参考:

界面新闻:脑洞大开的“异形”风力发电机 能适应极端天气和超低风速;

凤凰科技:什么样的风机这么牛?一场台风就能造够日本50年的电;

吊装机械工程:10个不可思议的风力发电涡轮机;

探索频道:荷兰最新风力发电机。

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