科创中国

行业领域

高端装备制造产业,节能环保产业

需求背景

现有工业化的风力发电机多为水平轴三叶片形式，由于结构、风机高度等的限制，存在风轮漏风量大、扑风功效率低、叶片少且易折断、可利用风速范围小、输出功率提升困难、投资高且回收投资周期长等缺点，而民用化的失速型小型风力发电机风机存在容易飞车、叶片角度不可调节等缺点，安全性与可靠性欠佳。

项目内容：针对目前国内外风机发展现状，本公司研发团队提出了“有风永动”框架圆风力发电机的项目。该项目是在只改变现有风机叶轮结构、叶片数量、叶片调节方式，其他结构与现有风机基本相同的基础上进行设计的。风轮中装有多个叶片，叶片纵向有叶片轴穿过并固定在框架圆上，风轮中部设有本公司自主研发的风轮叶片调节机构，可根据不同风速实现叶片迎风角度的智能化自动调节，叶片纵向距离风机主轴越远扫风面积越大，与现有风机叶片纵向面积布置相反，又由于叶片数量的增加，使得扑风效率和输出功率大大增强，降低了单位发电功率的成本及维修、维护费用。

需解决的主要技术难题

该项目风机可以在“更小风区域”推广使用，在小风季节的利用率会更高，由于叶轮结构是框架结构，叶片强度增加，在超过25米/秒的风速情况下可以继续旋转发电。该项目已经开始批量生产，预计今年的生产规模是1000台民用化风机。本发明项目由于其自身具有的创新性和独特性，在国内外风机制造领域填补了一项空白，对我国拥有自主知识产权乃至改变国际风机制造格局具有划时代的意义。

期望实现的主要技术目标

微风启动（风力1-2m/s）；飓风不停机。即使风力达到25m/s也可以调节叶片角度继续发电、供热。

技术指标：（1）叶片数量多。本风机可以安装6~18个叶片。

（2）单片做功多。船桨变异形叶片是现有条形叶片做功的2倍以上 。

（3）单机功率多。与同直径风电机组功率相比，最大单机功率可超过10MW。

（4）风轮寿命多。工业用三叶风轮的叶片有自由端，时有强风吹断；民用风轮叶角不可调，超速故障率很高；本多叶风轮的叶片无自由端，叶片有支撑体，无吹断可能，叶角可调，故超速故障率极低。

（5）年用小时多。现有风机折合满负荷年利用1800-2600小时左右，本机将达3500-5500小时。

（6）经济收入多。同样投资，预计经济收入是现有风机的2倍以上。投资回收周期会大大缩短。

（7）防雷效果强。现有风机叶片接闪点难以合理布局，防雷效果有限，常被击坏；本机有金属框架圆和前部避雷针全方位防雷导雷系统，足以满足避雷需要。

（8）调节智能化。叶片角度可据风功率设定进行智能调节，微风、飓风都能旋转发电。而

现有三叶风机在3m/s风速时启动，25m/s时必停，风速可利用范围窄，风力资源浪费大。本机还有故障定位、提示、报警功能：当某地某台风机出现故障时，智能系统会第一时间把故障风机做出定位，自动提示和报告风机负责人去及时维修处理。

需求解析

解析单位：“科创中国”高端装备制造产业科技服务团（中国机械工程学会） 解析时间：2022-11-01

袁俊瑞

中国机械工程学会

高工

综合评价

该项目风机可以在“更小风区域”推广使用，在小风季节的利用率会更高，由于叶轮结构是框架结构，叶片强度增加，在超过25米/秒的风速情况下可以继续旋转发电。该项目已经开始批量生产，预计今年的生产规模是1000台民用化风机。本发明项目由于其自身具有的创新性和独特性，在国内外风机制造领域填补了一项空白，对我国拥有自主知识产权乃至改变国际风机制造格局具有划时代的意义。

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