新型垂直轴风力发电机的原理

Question

如题所述

Answer 1

1. 该技术基于空气动力学原理，通过模拟垂直轴旋转的风洞，选择了飞机翼形设计的叶片。这种设计确保叶片在风轮旋转时不会因变形而降低效率。
2. 风轮由4至5个垂直直线的叶片组成，通过4角形或5角形的轮差迅毂固定叶片连杆。风轮驱动稀土永磁发电机发电，再由控制器控制电能输送到负载。
3. 技术原理依据空气片条理论，实际计算时可针对垂直风机旋转轴的切面进行模型计算。每个叶片的旋转轴心距离设为N米，并利用CFD技术模拟气动系数。
4. 计算采用离散数字方法求解翼形断面的气动力，并通过网格方法分析雷诺数流动涡量分布，形成高雷诺数下Navier-Stokes方程的数字模拟计算结果。
5. 利用稀土永磁材料发电，配合空气动力学原理的风轮，实现直驱式结构旋转发电。专利技术显示，此设计通过特殊空气动力学和三角形向量法连接，以及直驱式结构，使风轮受力集中于轮毂，增强了抗风能力。
6. 该设计还具有低噪音和电磁干扰小的优点，使其在环境影响方面表现出明显优势。
7. 在生产新型垂直轴风力发电机方面，日本是先行者，自2002年起研究该技术。英国、加拿大等国也在进行相关研制，但这些国家的大多数产品采用平行连接杆设计，对发电机输出轴要求较高，结构复杂，安装程序繁琐。
8. 从力学角度看，H型垂直轴风力发电机功率越大、叶片越长、平行杆中心点与发电机轴中心点距离越长，其抗风能力越弱。因此，采用三角形向量法可以弥补这些缺点。