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磁悬浮风力发电推动风电加速

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人类无法想象千里眼、顺风耳、飞毯等梦想通过网络、手机、飞机等变成现实,恰恰如同人类没有预料科技加快了人类文明进步的步伐,却也导致了自然资源的快速消耗和全球环境的日益恶化。

据统计,世界3/4以上的人口生活在生态消耗速度超过环境更新速度的国家,按人均计算,消耗能源前5位的国家分别为美国、澳大利亚、阿拉伯联合酋长国、科威特和丹麦。若按照人们对资源和环境的需求,到本世纪30年代,人们将需要两个地球才能维持现在的生存水平。因此,能源与环境是影响人类生存质量的重要挑战,需要有相当担当的国家、地区、社团、机构、学校、企业和个人共同来承担起这份艰巨而光荣的社会责任。

在不可再生能源(化石能源、煤炭)等一系列能源日渐枯竭的同时,太阳能、水能、风能、生物质能等的研究利用已方兴未艾。太阳能热水器、太阳能发电、风电厂、大坝,水力发电等都在不断的研究中。

以风能为例,风能是由太阳辐射热引起的一种自然现象,风能储备量是地球上可利用开发水能的10倍,是每年可燃烧煤炭的3倍。全部可用的风能理论上来说有30多亿千瓦时,而中国目前可开发利用的风能只有2.5亿千瓦时,还有巨大的发展潜力。由于风能的储量巨大,分布广泛、且没有污染(每10兆瓦风电可以减少9.35吨二氧化碳、0.49吨粉尘,节约3.73吨煤)而成为新能源产业中最收关注的能源之一。

目前,丹麦、西班牙、美国、印度等国都已站在风能利用的前沿。根据国家的中长期发展规划要求,到2020年,太阳能、风能、生物质能的发电量要增长10倍。国内风电的研究已经取得了一系列进展。在众多的风能利用方式中,磁悬浮的风电技术已经成为具有较为完善体系的先进技术。深圳顺禧机电技术开发有限公司(以下简称顺禧机电)研制的三利牌磁悬浮风力发电机系列产品经过8年多的实验开始进行小批量生产。顺禧机电研制的磁悬浮风力发电机系列产品的风力利用率高,并在充分开发了水平轴的同时,开始进行垂直轴的利用。

在风力发电机中,水平轴普遍被各国优先选用,特别是大型的风电机,但是它的缺点也很明显,即对启动的风速要求较高,必须以电力启动。以日本NHK公司的风电机组为例,它的风速达到4米时,风能开始启动:当风速超过10米时,就要开始反向送电,并需要减速,否则就会吹断风叶。在风速过低和风速过高的情况下,它都没有发电。也就是说,当它在4米的时候开始启动,在5米的时候开始充电,一年只有1/3的时间有这样高的风速,那么一年就会有2/3的时间是不能运作的,大量的风能就无法被利用。因此未来的研究重点就是如何延长发电的时间,在风速较高和风速较低的情况下都可以发电。

风电的效率由两个部分组成,第一部分是风机的质量,包括引力质量和惯性质量,设计风电机组的过程中,要在保证强大的情况下,让质量越轻越好。顺禧机电400瓦的风电机组比其他同类型机组重量轻1/3;第二部分惯性质量,即动能,要足够的大。一定的质量对应一定的能量,即100公斤的质量需要100公斤的能量来推动。在低风速区域,利用风口效应来提高风俗在高风速区域,由于风速的增加与阻力成正比,风速越大、阻力越大,而风速的增加与推力成反比,越推力量越小,那么就要寻找到其中的平衡点,就提高了发电能力。

在低碳时代,以风电为代表的新能源将有巨大的发展前景,有效利用信息手段提高自主研发能力,磁悬浮风力发电将继续推动风电产业加速