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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 天壇聚風(fēng)—風(fēng)能太陽(yáng)能發(fā)電裝置
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 天壇聚風(fēng)裝置是一臺(tái)以風(fēng)能利用為主，并兼顧太陽(yáng)能的綜合發(fā)電裝置。它的出現(xiàn)彌補(bǔ)了家用小型風(fēng)能發(fā)電機(jī)的空白，更將風(fēng)能發(fā)電的穩(wěn)定性、高效率以及成本推向了一個(gè)新的高度.
- 詳細(xì)介紹：
- 天壇聚風(fēng)發(fā)電裝置特征：裝置主要有透明頂蓋、吸熱材料、空氣流道隔板、葉輪、發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)支架和底座構(gòu)成，空氣流道隔板分理處的空氣流道沿塔式底座圓周分布，從空氣流道入口到空氣流道出口全程的空氣流道界面逐漸減??；吸熱材料設(shè)置在透明頂蓋下方的空氣流道內(nèi)部；發(fā)電機(jī)支架安裝在空氣流道出口上方底座頂端的中心位置，發(fā)電機(jī)固定在發(fā)電機(jī)支架上，葉輪通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)連接，透明頂蓋通過(guò)空氣流道隔版固定在底座上。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路: 風(fēng)從流道入口進(jìn)入裝置，經(jīng)過(guò)流道的風(fēng)向變換后，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)完成發(fā)電，產(chǎn)生的電流經(jīng)過(guò)整流器后再輸出到蓄電池或用電器。流道隔板的作用是阻止收集到的風(fēng)能的未能有效利用直接而流失，提高能源的利用率并充當(dāng)加固肋板。頂蓋和吸熱材料的作用是吸收太陽(yáng)能，背部可散熱，這將使流道內(nèi)部空氣升溫，熱空氣上升可增強(qiáng)裝置內(nèi)外的空氣對(duì)流，對(duì)風(fēng)氣發(fā)電起到輔助效果，從而更加高效的利用能源。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1、采用垂直軸直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，提高了發(fā)電機(jī)的可靠性和利用率，降低了噪聲。本發(fā)明結(jié)合了傳統(tǒng)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)裝置特有的流道結(jié)構(gòu)將垂直軸軸垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)無(wú)需對(duì)風(fēng)和水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)單向風(fēng)能源利用率高的特點(diǎn)有效結(jié)合，并發(fā)揮該結(jié)構(gòu)空氣流道將內(nèi)部流體加速的特有效果，使低較低風(fēng)速的風(fēng)能較為有效充分的利用成為可能。 2、設(shè)計(jì)以天壇為造型，美觀大方，適合風(fēng)電建筑一體化。 3、改善當(dāng)前的能源布局，促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，符合當(dāng)前低碳生活的要求 4、適合家庭和小型公共場(chǎng)所風(fēng)能發(fā)電，造價(jià)低廉，利用率高，對(duì)環(huán)境友好，推廣應(yīng)用前景十分廣闊。 技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)： 設(shè)計(jì)要求風(fēng)機(jī)的主要性能參數(shù)： 額定功率：200W 額定風(fēng)速：10m/s 起動(dòng)風(fēng)速：4m/s 機(jī)電效率：η1η2 =0.81 抗最大風(fēng)速：54m/s 公稱電壓：DC90 最大系統(tǒng)效率：32% 噪聲：≤70dB(A) 工作溫度：－40~+60℃ 負(fù)載為12V蓄電池
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性先進(jìn)性： 在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，我國(guó)大部分我國(guó)風(fēng)能利用現(xiàn)在大多是大型的風(fēng)場(chǎng)集中發(fā)電，在風(fēng)電建筑一體化、家庭和小型公共場(chǎng)所風(fēng)能發(fā)電仍是空白。本作品以高效率、低噪音等優(yōu)點(diǎn)適合在家庭照明、街燈及指示燈、商場(chǎng)小型公共場(chǎng)所。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 暫無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 獨(dú)家許可，暫未進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 模型、圖片、圖紙
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明： 將本裝置置于一通風(fēng)且風(fēng)力足夠的話可以完成發(fā)電，同時(shí)儲(chǔ)存的電能可以直接利用。 技術(shù)特點(diǎn)： 1、本裝置應(yīng)用了機(jī)械設(shè)計(jì)、風(fēng)電技術(shù)、電工電子、信號(hào)測(cè)試模擬、流體力學(xué)等多門學(xué)科。 2、本發(fā)電系統(tǒng)基于低碳、高效、低噪音的思想開發(fā)，具有可持續(xù)利用性、開放性、靈活性等諸多特點(diǎn)。 市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè) 中國(guó)風(fēng)力等新能源發(fā)電行業(yè)的發(fā)展前景十分廣闊，預(yù)計(jì)未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間都將保持快速發(fā)展。天壇聚風(fēng)等小型風(fēng)機(jī)中風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)等新型技術(shù)的應(yīng)用，使小型風(fēng)力發(fā)電的成本下降，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益提升，充分顯示了小型風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)的市場(chǎng)潛力。小型風(fēng)電機(jī)組相關(guān)設(shè)備制造、小型風(fēng)電技術(shù)研發(fā)、風(fēng)電路燈等領(lǐng)域早已成為投資熱點(diǎn)，這些為天壇聚風(fēng)裝置打入市場(chǎng)提供了充足的條件保證。
同類課題研究水平概述
- 目前，世界上40多個(gè)國(guó)家陸地和近海已并網(wǎng)運(yùn)行中、大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，風(fēng)電增長(zhǎng)率比其它電源增長(zhǎng)率高的趨勢(shì)仍然繼續(xù)。 作為提高風(fēng)能利用率和發(fā)電效益的有效途徑，風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)容量不斷向大型化發(fā)展。兆瓦級(jí)風(fēng)力機(jī)逐步成為國(guó)際風(fēng)電市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品。美國(guó)已經(jīng)研制成功7兆瓦風(fēng)力機(jī)，而英國(guó)正在研制10兆瓦的巨型風(fēng)力機(jī)。 我國(guó)“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目“大功率風(fēng)電機(jī)組研制與示范”支持1.5~2.5MW、2.5MW以上雙饋式變速恒頻風(fēng)電機(jī)組的研制；1.5~2.5MW、2.5MW以上直驅(qū)式變速恒頻風(fēng)電機(jī)組的研制；1.5MW以上風(fēng)電機(jī)組葉片、齒輪箱、雙饋式發(fā)電機(jī)、直驅(qū)式永磁發(fā)電機(jī)的研制及產(chǎn)業(yè)化；1.5MW以上雙饋式風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)及變流器、直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)及變流器的研制及產(chǎn)業(yè)化； “十一五”末，我國(guó)風(fēng)電技術(shù)的自主研發(fā)能力將接近世界前沿水平。 由于目前風(fēng)能技術(shù)處于發(fā)展時(shí)期，所以現(xiàn)階段主要的風(fēng)力發(fā)電機(jī)大多都是高輸出功率方向發(fā)展的，小型發(fā)電機(jī)研究與制造行業(yè)仍較為空白。涉足風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)電建筑一體化、家庭和小型公共場(chǎng)所風(fēng)能發(fā)電機(jī)領(lǐng)域的研究相對(duì)較少，該領(lǐng)域在我國(guó)目前只有內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)研制出的濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)較為成功。 隨著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，作為家用的小型水平軸百瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)被越來(lái)越多的人們所接受。但是這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)最大的缺點(diǎn)是體積大、安裝不變，一旦有暴風(fēng)襲擊還是很容易發(fā)生倒傾現(xiàn)象；由于常住居民去不存在大的風(fēng)場(chǎng)，而水平軸風(fēng)力機(jī)要求的起動(dòng)風(fēng)速較高，平時(shí)很難啟動(dòng)發(fā)電；另外為了保證風(fēng)力機(jī)的葉輪始終處于最大受風(fēng)面所在位置，還需加上迎風(fēng)裝置，作為簡(jiǎn)易性的風(fēng)力發(fā)電記者又增加了設(shè)計(jì)的難度。 本文中介紹了一種小型家用垂直軸阻力型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)該風(fēng)力機(jī)葉片形狀進(jìn)行優(yōu)化，盡可能解決轉(zhuǎn)速低而造成的風(fēng)機(jī)效率低的問(wèn)題，同時(shí)兼顧太陽(yáng)能的利用，更具有可持續(xù)利用的特性。
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