摘要：在風(fēng)電場，大型葉片無論是新是舊，上塔架前安裝本葉片變形裝置，改裝成本僅約總投資額3%，可使發(fā)電量增加約20％，不到一年回收所增投資；將來每年新增發(fā)電總量可能相當(dāng)一個“三峽”！
它是主葉片（原葉片）增加副葉片而成，副葉片是圍繞著主葉片部分身段的薄板環(huán)套。高風(fēng)速時該環(huán)套被鋼繩拉近葉片根部，中低風(fēng)速時該環(huán)套被鋼繩拉近葉片尖展開后，定形為預(yù)定的高氣動效率翼形斷面環(huán)套。與其它變形葉片比較：①中低風(fēng)速時近葉尖處葉片迎風(fēng)面積成倍增加，年風(fēng)電量增加約20%0②改裝是“微創(chuàng)”增加的相對成本和風(fēng)險都很小；③在風(fēng)電場，是唯一能對舊葉片進行變形改造的方案；④主葉片日照多被阻擋老化變慢；⑤有效地除去在葉片冰雪。葉片變形裝置制造商效益：每兆瓦裝機容量稅后利潤約10萬元。發(fā)電企業(yè)新增效益：每1.5兆瓦容量年新增發(fā)電效益34.6萬元。
1.項目背景
為提高風(fēng)能利用系數(shù)，近年出現(xiàn)了中低風(fēng)速時面積變大、高風(fēng)速時面積變小的各種變形葉片，例如，折疊式葉片（國電聯(lián)合動力公司和清華大學(xué)的不同專利申請）、縱向伸縮式葉片（葉片根部伸縮，華銳風(fēng)電公司的授權(quán)專利）和橫向伸縮式葉片（葉片中部橫向伸縮，西安交通大學(xué)的專利申請）。
2.項目技術(shù)先進性
本專利名稱“水平軸式風(fēng)力機變形葉片”（簡稱變形葉片，示意圖見附件1)，是一種大中型葉片，它有主葉片和副葉片，主葉片和副葉片可以相對移動其位置，從而變化葉片表面積大小，其特征在于：副葉片與繩索相連接，繩索由定滑輪限位轉(zhuǎn)向，副葉片是在繩索的作用下，沿著主葉片縱方向相對移動其位置的。副葉片可以是圍繞著主葉片部分身段的薄板環(huán)套，該環(huán)套前沿二端有除冰雪刀。高風(fēng)速時該環(huán)套被鋼繩拉近葉片根部，中低風(fēng)速時該環(huán)套被鋼繩拉近葉片尖展開后，定形為預(yù)定的高氣動效率翼形斷面環(huán)套。與上述各種折疊或伸縮式葉片比較，本“葉片變形裝置”有六大主要優(yōu)特點：①中低風(fēng)速時近葉尖處葉片面積增幅加倍，風(fēng)能利用系數(shù)均值仍能大幅度提高；②增加的相對成本和風(fēng)險都很小改裝是位于“受力中性面”旁不重要地方，是影響極小的“微創(chuàng)”（而上述折疊或伸縮式葉片是影響較大風(fēng)險較大的“開腸剖肚”），而且，風(fēng)電機組除葉片外其它可以完全不變動，改裝工藝簡單易行；③在野外的大中型風(fēng)電場，是唯一可能現(xiàn)場對新、舊葉片進行快速變形改造的方案；④主葉片受應(yīng)力最大處的日照幾乎完全被阻擋而老化變慢，安全系數(shù)不低于原葉片，保持了現(xiàn)有葉片主要優(yōu)點；⑤在冬天可以有效地除去堆集在葉片前沿的大部分冰雪，降低了風(fēng)阻；⑥年風(fēng)電量增幅大，可能共增加約20%這是較理想的重大創(chuàng)新，已通過國家級查新，已獲實用新型專利（發(fā)明專利待批）并正在申請多國專利。
附件1 風(fēng)電機變形葉片示意圖
3.首架樣機的設(shè)計
現(xiàn)已經(jīng)基本完成變形裝置樣機（80米直徑1.5兆瓦額定風(fēng)速13米／秒的水平軸式風(fēng)電變形葉片）工程CAD圖、工藝和安裝設(shè)計，計劃在三個月內(nèi)按此設(shè)計完成樣機試制、風(fēng)電現(xiàn)場改裝，開始發(fā)電試驗。變形裝置分五個部分：①副葉片：②副葉片升降驅(qū)動系統(tǒng)；③副葉片定位和限位系統(tǒng)；④除冰雪系統(tǒng)；⑤電器控制系統(tǒng)。
