风力机“瘦身”进万家

浦泓毅

对寻常百姓来说，瘦身版的风力发电机走进庭院，未免也太过匪夷所思。

说到风力发电，在人们的眼前总会不由自主地浮现出这样的情景：或是在茫茫戈壁，或是在人迹罕至的海岸边，一排排的白色巨型风车森然矗立。然而，这样的场景固然壮观，却由于受到场地、风力等条件的诸多限制，难以大范围铺开。对于寻常百姓来说，能够使用清洁廉价的新能源固然是一桩美事，但要在自己宅院里竖起这样一个庞然大物，未免也太过匪夷所思。

上海爱瑞科技发展有限公司工程师王琪告诉记者，目前常见的大型风力机属于升力型风力机。它的特点是在高风速环境下效率较高，在10m/s至20m/s的风速下，风能至机械能的转换率可以达到40%的水平。然而，在低风速环境下，身型修长的升力型风力机便犹如被废去了全身武功，风能转换率大幅“跳水”。在5m/s的风速下，升力型风力机的转化率始终难以超过10%，对于风速的挑剔胃口严重限制了它的使用范围。如何提高风力机在低风速下的风能转换率，成为世界性的产业课题。

面对这一业内难题，上海爱瑞科技发展有限公司给出了自己的答案。在不久之前举行的第十届中国国际工业博览会上，爱瑞科技推出了其最新研发的阻力型垂直轴风力机原理样机，引起了业内人士的广泛关注。

据王琪介绍，这款原理样机在3.5m/s的低风速环境下，风能转换率一举跨越了10%的门槛，达到了13%。这样的数据在整个世界范围内的风能业界中相当值得骄傲。由于这项技术在低风速环境下的优秀表现，包括城市市区、内地、山区等广大地区都将有机会享受到风能发电所带来的清洁和实惠。王琪表示，这项技术的应用范围非常广泛，无论是居民用户、各类船只、离岸小岛上的各类民用、军用设施，都可以受惠于这项技术。“我们的原理样机已经通过了包括风洞试验在内的各项测试，表现出来的数据都相当喜人。下一步就是针对不同的客户需求衍生出不同的产品，这在技术上已经毫无难度了。”

如果说修长挺拔的升力型风力机是同类产品中窈窕淑女，那么爱瑞科技开发的阻力型垂直轴风力机便可算得上袖珍玲珑的小家碧玉了。与动辄十数米高的升力型风力机不同，阻力型垂直轴风力机包括传动系统在内的各项设备都可以融入室内，其叶轮呈灯笼状的立体结构，直径相对较小，安装后能与建筑完美融合，而不会出现风力机“鹤立鸡群”的尴尬局面。

与此同时，阻力型垂直轴风力机还在抗风能力、成本等领域拥有一技之长。2006年，“桑美”台风袭击福建、浙江等沿海地区，许多风力发电机组不幸“夭折”，损失巨大。升力型水平轴风力机抗强风能力先天不足有着莫大的联系。而垂直轴风力机由于结构紧凑，叶轮与建筑主体之间有两个支撑点，大大提高了风力机的抗风能力。

王琪还告诉记者，风能开发目前面对的重大瓶颈之一，就是升力型风力机的成本太高。风力机的高成本首先体现在风叶制造环节，据介绍，常见风力机的一组三枚叶片要装配到一起，必须经过动平衡测试。按照现有的技术，往往生产一百套叶片只能配出十来套合格的叶轮，这使风力机的制造成本一直居高不下。而阻力型风力机却没有这个问题，爱瑞科技的原理样机叶轮由研发人员手工制作而成，也顺利通过了动平衡测试。同时，由于垂直轴风力机可以利用来自所有风向的风源，原本必需的风向偏航机构与风叶变桨机构都可以一并省去。王琪說：“这两项机构制造成本和维护成本都很高，把这两部分‘瘦身以后，风力机的成本就大大降低了。”

据介绍，爱瑞科技所开发的阻力型垂直轴风力机技术不仅在国内，在世界范围内也属于先进水平。2007年，美国能源部下属的可再生能源试验室曾在一份报告中提到了这种技术的可行性，而在当时，爱瑞科技的风力机已经进入了实物酝酿阶段，并在今年一举拿出了成熟的原理样机，在风能开发领域迈出了领先的一大步。