基本信息
- 项目名称：
- 天坛聚风—风能太阳能发电装置
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 天坛聚风装置是一台以风能利用为主，并兼顾太阳能的综合发电装置。它的出现弥补了家用小型风能发电机的空白，更将风能发电的稳定性、高效率以及成本推向了一个新的高度.
- 详细介绍：
- 天坛聚风发电装置特征：装置主要有透明顶盖、吸热材料、空气流道隔板、叶轮、发电机、发电机支架和底座构成，空气流道隔板分理处的空气流道沿塔式底座圆周分布，从空气流道入口到空气流道出口全程的空气流道界面逐渐减小；吸热材料设置在透明顶盖下方的空气流道内部；发电机支架安装在空气流道出口上方底座顶端的中心位置，发电机固定在发电机支架上，叶轮通过联轴器与发电机连接，透明顶盖通过空气流道隔版固定在底座上。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计、发明的目的和基本思路: 风从流道入口进入装置，经过流道的风向变换后，带动发电机完成发电，产生的电流经过整流器后再输出到蓄电池或用电器。流道隔板的作用是阻止收集到的风能的未能有效利用直接而流失，提高能源的利用率并充当加固肋板。顶盖和吸热材料的作用是吸收太阳能，背部可散热，这将使流道内部空气升温，热空气上升可增强装置内外的空气对流，对风气发电起到辅助效果，从而更加高效的利用能源。 创新点： 1、采用垂直轴直驱型风力发电系统，提高了发电机的可靠性和利用率，降低了噪声。本发明结合了传统的垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机的优点，通过装置特有的流道结构将垂直轴轴垂直风力发电机无需对风和水平轴风力发电机对单向风能源利用率高的特点有效结合，并发挥该结构空气流道将内部流体加速的特有效果，使低较低风速的风能较为有效充分的利用成为可能。 2、设计以天坛为造型，美观大方，适合风电建筑一体化。 3、改善当前的能源布局，促进相关产业的发展，符合当前低碳生活的要求 4、适合家庭和小型公共场所风能发电，造价低廉，利用率高，对环境友好，推广应用前景十分广阔。 技术关键和主要技术指标： 设计要求风机的主要性能参数： 额定功率：200W 额定风速：10m/s 起动风速：4m/s 机电效率：η1η2 =0.81 抗最大风速：54m/s 公称电压：DC90 最大系统效率：32% 噪声：≤70dB(A) 工作温度：－40~+60℃ 负载为12V蓄电池
科学性、先进性
- 科学性先进性： 在风力发电领域，我国大部分我国风能利用现在大多是大型的风场集中发电，在风电建筑一体化、家庭和小型公共场所风能发电仍是空白。本作品以高效率、低噪音等优点适合在家庭照明、街灯及指示灯、商场小型公共场所。
获奖情况及鉴定结果
- 暂无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 独家许可，暂未进行技术转让
作品可展示的形式
- 模型、图片、图纸
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 将本装置置于一通风且风力足够的话可以完成发电，同时储存的电能可以直接利用。 技术特点： 1、本装置应用了机械设计、风电技术、电工电子、信号测试模拟、流体力学等多门学科。 2、本发电系统基于低碳、高效、低噪音的思想开发，具有可持续利用性、开放性、灵活性等诸多特点。 市场分析和经济效益预测 中国风力等新能源发电行业的发展前景十分广阔，预计未来很长一段时间都将保持快速发展。天坛聚风等小型风机中风光互补系统等新型技术的应用，使小型风力发电的成本下降，经济效益和社会效益提升，充分显示了小型风力发电市场的市场潜力。小型风电机组相关设备制造、小型风电技术研发、风电路灯等领域早已成为投资热点，这些为天坛聚风装置打入市场提供了充足的条件保证。
同类课题研究水平概述
- 目前，世界上40多个国家陆地和近海已并网运行中、大型风力发电机组，风电增长率比其它电源增长率高的趋势仍然继续。 作为提高风能利用率和发电效益的有效途径，风力发电机单机容量不断向大型化发展。兆瓦级风力机逐步成为国际风电市场上的主流产品。美国已经研制成功7兆瓦风力机，而英国正在研制10兆瓦的巨型风力机。 我国“十一五”国家科技支撑计划重大项目“大功率风电机组研制与示范”支持1.5~2.5MW、2.5MW以上双馈式变速恒频风电机组的研制；1.5~2.5MW、2.5MW以上直驱式变速恒频风电机组的研制；1.5MW以上风电机组叶片、齿轮箱、双馈式发电机、直驱式永磁发电机的研制及产业化；1.5MW以上双馈式风电机组控制系统及变流器、直驱式风电机组控制系统及变流器的研制及产业化； “十一五”末，我国风电技术的自主研发能力将接近世界前沿水平。 由于目前风能技术处于发展时期，所以现阶段主要的风力发电机大多都是高输出功率方向发展的，小型发电机研究与制造行业仍较为空白。涉足风光互补发电系统、风电建筑一体化、家庭和小型公共场所风能发电机领域的研究相对较少，该领域在我国目前只有内蒙古农业大学研制出的浓缩风能型风力发电机较为成功。 随着新能源产业的发展，作为家用的小型水平轴百瓦级风力发电机被越来越多的人们所接受。但是这种风力发电机最大的缺点是体积大、安装不变，一旦有暴风袭击还是很容易发生倒倾现象；由于常住居民去不存在大的风场，而水平轴风力机要求的起动风速较高，平时很难启动发电；另外为了保证风力机的叶轮始终处于最大受风面所在位置，还需加上迎风装置，作为简易性的风力发电记者又增加了设计的难度。 本文中介绍了一种小型家用垂直轴阻力型风力发电系统，通过对该风力机叶片形状进行优化，尽可能解决转速低而造成的风机效率低的问题，同时兼顾太阳能的利用，更具有可持续利用的特性。
