1.該風(fēng)機(jī)風(fēng)輪能在風(fēng)速1米/秒的條件下起動,在微風(fēng)(3級風(fēng):3.4-5.4米/秒)條件下額定發(fā)電。它能在風(fēng)速比較小的北京地區(qū)使用,適應(yīng)范圍廣。
2.該風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的性能:風(fēng)速在3~5米/秒(是大風(fēng)機(jī)起動風(fēng)速,大部分地區(qū)常有的風(fēng)速)條件下,和現(xiàn)有直徑相同的風(fēng)機(jī)風(fēng)輪相比發(fā)電功率至少增加50%。在更大的風(fēng)速條件下,發(fā)電功率增幅會有所下降,但仍會增加。
3.該風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的原理是:由于風(fēng)輪風(fēng)葉有自適應(yīng)風(fēng)速和轉(zhuǎn)速的能力,風(fēng)輪在起動時羽片會順風(fēng)向偏轉(zhuǎn),使羽片與氣流間夾角(羽片迎角α)接近有利迎角,起動風(fēng)速低。隨著風(fēng)輪轉(zhuǎn)速提高,空氣流動方向會向葉輪轉(zhuǎn)動的反方向偏轉(zhuǎn),羽片也會向旋轉(zhuǎn)平面方向回轉(zhuǎn),使羽片迎角在一定范圍內(nèi)等于或接近有利迎角。在較大的風(fēng)速范圍內(nèi),葉片升力(Y=Cy•0.5ρV2•S)系數(shù)Cy較大;葉片阻力(X= Cx•0.5ρV2•S)系數(shù)Cx較小,升阻比較大。升力與阻力在旋轉(zhuǎn)面上的分力之合較大,風(fēng)輪轉(zhuǎn)動有力,轉(zhuǎn)速高,發(fā)電量大。
4.羽片之間是有縫隙的,像鳥的翅膀一樣,增加了面積,提高了風(fēng)輪實度,增加了升力,但阻力增加的卻不多,升阻比較大。
總上所述,該風(fēng)機(jī)風(fēng)輪實度高,是現(xiàn)有風(fēng)機(jī)的2倍以上;在較大風(fēng)速范圍內(nèi),翼型是變化的,葉片迎角等于或接近最佳值,有自適應(yīng)能力,轉(zhuǎn)動功率大。其結(jié)果是:起動風(fēng)速小(1米/秒);微風(fēng)發(fā)電能力強(qiáng),適合地區(qū)廣,運(yùn)行時間比例高,50%以上的天數(shù)可以額定功率發(fā)電。風(fēng)輪直徑相同時,平均發(fā)電功率比現(xiàn)有風(fēng)機(jī)會大幅度提高,其發(fā)電成本有可能下降到水電、火電水平。從技術(shù)角度看,該風(fēng)輪是空氣動力學(xué)理論與鳥翼仿生學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。有專家認(rèn)為,風(fēng)力發(fā)電用自適應(yīng)風(fēng)輪的發(fā)展前景可能是革命性的。(作者系原一航空單位總工程師,電郵cn_hl_h@sina.com)。注:該發(fā)明可買斷或出資聯(lián)合研制某一型號風(fēng)機(jī)或改進(jìn)某一風(fēng)輪,國內(nèi)優(yōu)先。