通常,我们在媒体上看到的风力发电机都安装有三支叶片,这种结构布局是风能发展中的主流形式。
但在近百年求索之路上,风力发电机一度曾百花齐放。
三支叶片的风力发电机常见陆上风力机的叶片长达50米,重达18吨,市场价近20万。
叶片既然这么贵,干脆不要了?电磁鬼才特斯拉早在1913年就提出了无叶片汽轮机,他说这种汽轮机是最高效和最简单的旋转机械。
但由于缺少高质量的材料,他并没有制造出样机。
尼古拉·特斯拉在读《自然哲学神学》近一个世纪后的2010年,美国一家公司声称他们找到了合适的材料,并对特斯拉的设计进行改进推出了原型机。
其实,它并非完全没有叶片,而是将叶片放置在了外壳中。
外界的风经过整流进入内部,推动紧密排布的小叶片旋转,带动发电机。
该公司注册了相关专利,宣称实现了最高的能量利用率,将推动风能产业发生巨大变革。
但是当前该公司的网站已经消失,无法被访问。
Solar Aero公司推出的无叶片风力机的原型机基于“无叶片”这种简单粗暴的思路,西班牙公司也推出了无叶片涡振器,获得了欧盟的资助。
不同于传统的翼型产生升力原理,它利用“卡门涡街”使漩涡脱落的频率接近于结构的固有频率,产生共振(机械及建筑要极力避免共振)晃动磁极,完成发电。
这根形似“如意金箍棒”的形状经过专门设计,在特定风速有优异性能,能够适应城市中常见的风。
但是缺陷是能量转化率低,但它们受“尾流”影响小,可以实现密集排布。
这种创新性风力机是一件将理论推向实际的划时代作品,但它的振动使其材料磨损极其严重,缺乏商业化应用价值。
风柱无叶片风力机借助同样的原理,另外一款无叶片风力发电机“萨芬尼亚”应运而生。
但与“风柱”不同,它在桅杆的顶部还安装有一个圆盘。
它迎风时产生漩涡来回扭动,带动活塞产生液压力,之后通过液压马达和发电机进行发电。
由于不需要齿轮部件,系统维护量小。
据说这款产品的效率超过了极限值。
这样的说法令人感到怀疑,瞬间成为了舆论焦点。
网友扒出了相关专利,表示这完全是一场骗局,呼吁民众不要被谎言蒙蔽了双眼。
太阳花无叶片风力机前面的风电系统还有运动的部件,而荷兰的建筑师设计的风力机只是一张静态的网。
它的外观主体是一个矩形钢架,架子里放置了多根水平绝缘管,每根管上密集排布着喷嘴,通过电极产生带电的水雾。
随着它们被风吹动形成电流。
这个形似“电蚊拍”的系统已经有两套投入了运行,荷兰政府也准备在2020〜2025年间完成的“荷兰风轮”建筑项目中安装这套风电系统。
灭蚊拍无叶片风力机美国一家公司开发了一个大喇叭风力机,其最大特点是能够充分利用0.44-0.88 m/s的微风。
这套微风发电系统的顶端有数个集风口,能全方位捕捉流动的空气。
气流进入系统内部后,沿途的管道会越来越窄,产生“文丘里效应”(气流经过变窄的管道会使流速增大),推动的发电机发电。
2016年该发电系统被我国引进,并在河北衡水市某科技园开工建设。
上年该公司宣布破产,相关知识产权也在网上被公开拍卖。
大喇叭无叶片风力机直到如今,民众普遍认为风电是一个小众边缘产业,但风电在二十年间完成了蜕变,在我国能源体系中占有近10%的比重,在不远的将来这个比例将会持续走高。
目前几乎每一度风电都