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联合聚风风力发电机组


用风力推动风轮转动形成机械出力的方式除现在多采用的水平轴叶桨迎风旋转式风轮形态之外，还能采用风力正面切向推动桨轮风轮旋转的方式实现，也称“顺风式”推动，即通过遮挡桨轮风轮圆柱体的半部使其形成半面桨轮桨叶无风力推动回转的驱动方式。单个桨叶为一长方形的巨大迎风平面，平面越大风力形成的合并压强就越强，强大的风力推动地面火车平面车身甚至可将其掀翻，因此该出力方式所形成的风能转换效率最高，而联合聚风风力发电机组的作用方式即是如此。
机组构成
联合聚风风电技术历经6年5次创新完善过程形成，其有立式、卧式两种机型。立式机组是由纵向设置的分风机舱、双桨轮风轮配合构成立式分风式风力机，并使其横向间隔并列联合设置。而最终形成的卧式联合聚风风电机组更是拥有最佳性能与全面优势（见示意图,其为侧视图示，以下均介绍卧式机型），其由横向设置的分风机舱、双桨轮风轮配合构成卧式分风式风力机，并使其纵向间隔并列联合设置，其联合设置的各个桨轮风轮均形成相互之间联合连动的一体化出力设计；其产生的联合动力由主传动轴输出与一至多个卧式发电机或多发电机系统配合与调控。
通过各个分风式风力机的纵向上下排列使相邻间隔设置的各个长菱形分风风力机组的两侧均形成相互影响的聚风过流通道，而卧式双桨轮风轮的外部桨叶正好并列处于聚风气流通道之中，从而使聚集加强的风力持续不断地切向冲击桨轮风轮的最大力矩处，从而推动其旋转并形成最大出力能力转换。
各个排列的分风机舱均为正面面对风向的完全固定形态，机组对风方法是利用自然界拥有的“固定方向风力”存在地区风力直线式来回运动的特点，通过桨轮风轮正、反方向旋转的调控方式实现适应风向整体180度调头的变化，因聚风通道有顺风作用，因此在风向小角度偏离主线方向的情况下不会对机组运行产生任何影响。
桨轮风轮是其乘风出力的部件，其上设置3～5个桨轮桨叶，桨轮桨叶设计长度可达到十数米、数十米乃至上百米，桨轮风轮直径与规格可根据不同建设规模设计。桨轮桨叶为可向桨轮中心辊筒内收缩移动的活动式设计，其通过“伞式桨叶伸缩调控系统”的简单移动控制，可准确、快速、整体地调控各个桨叶的幅面伸缩，在风力过大、机组故障、电机过载、频率超标时，可通过缩桨实现与风力强度变化的及时适应性调控；反之则为伸桨以增强其迎风面积与出力能力，其伸缩桨叶的操作还可与“多发电机系统”的梯级出力能力变化过程配合，使其形成“无阶梯”的运行衔接。上述各个组成结构均通过间隔排列的“目字形”框架式塔架支撑、固定、排列、高举。
机组优势
①能够形成空前巨大的采风面积，采风强度和出力转换能力
可用巨大风力正面推动巨大平面物体的顺风式推力方式与形成强度可将火车掀翻的事例来帮助理解。我们可将某个联合聚风风力机组上的一个桨轮桨叶设计为1/2个火车车身的面积（宽度大致2米），两个相对并列对接后即可构成为一个火车车身的面积，其可产生同样巨大的采风面积与出力强度，而联合聚风风力机的各个桨叶却是在高空存在，从而使其承接的风力强度更为强大；其还采用联合连动的整体出力形态，又使上述描述面积与出力能力数倍、十数倍乃至二十倍地增加；其各个桨轮风轮又均处于各个聚风通道内（图示中有3个通道，实际应排列更多），这又比自然界提供的常规风力大幅加强；其高大、宽大的高墙形态机组体所形成的宏大阻风效果，又可使自然界的风力聚集压强进一步加大，从而再进一步强化其出力能力形成系数。
②桨轮风轮形成的单位采风面积与风轮重量的比值最小，结构最简单，调控最方便，成本最低
联合聚风机组是由少量几个简单结构与巨大规格的设备构成元素配合完成支撑、迎风、聚风、采风、传动、调控等全部功能。如果与多形态巨能风力发电机组实现“大出力与高密集采风设计目标是要由众多中小风轮联合聚能完成”的形成方式比较，联合聚风风电机组真正实现了“大出力与高密集采风由巨大规格风轮完成”的理想设计，且该密集采风的形成水平与效果还大大高于多形态巨能风力发电机组。
与叶桨迎风旋转式风轮出力方式比较，桨轮桨叶的迎风面积全都用于出力能力的转换。其各个桨叶均为平面面板形态，因此最容易制造，还可采用机械化流水线生产。与转桨式风轮调控方法与结构比较，其采用的“伞式桨叶伸缩调控系统”的调控方式尤其简捷且更为高效。
③结构稳定，经久耐用，故障极低，更换方便
联合聚风风电机组如同航空母舰，其庞大的部件结构体容易抵抗巨大风力的冲击，其部件没有易损结构，其桨轮桨叶没有巨大的形成力矩与过高的材料强度要求，其无需设置高传动比齿轮箱，其调控系统结构简单耐用，其调控需求与结构大幅度减少，因此可完全消除故障发生的机会。此外，上述的各个组成部件均经久耐用，如果发生问题与破坏也十分容易更换，因此没有明确的使用年限。
④其均需要在风力方向始终是以来回相对直线方式运动的地区建设
因为联合聚风风电机组上述优势效益的存在与独特风力形态的配合要求，我们即可将自然界风力的存在形态划分为“变向风力”和“定向风力”两种类型，因为在拥有“定向风力”的区域（如山口地区、山间地区）建设风电场时能够选用联合聚风机组形成上述空前突出的优势效益，因此风能资源品质与市场价值应该更高。
其实，与在“变向风力”地区不能应用联合聚风机组的道理相似，在“定向风力”地区选用多形态巨能风电机组等带有可形成360度旋转对风结构的机型也不经济，其上的旋转结构设计与相关投资在“定向风力”下就变为了无用的累赘（与采用联合聚风机组而言），还失去了本来可以获得的上述三项优势。
也因如此，如在拥有“定向风力”优势资源的区域，即使是现已刚刚建成的风电场将其改建为采用联合聚风机组的风电场，从近期效益考虑也是十分值得的，而从中长期效益考虑相同风能资源将获得增加数倍、十数倍乃至数十倍的收益。

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2024-7-22 09:15 上传

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