聚風型風機

　　“山寨”一詞在中國的流行可以說是國人對創新能力不足的阿Q式自嘲。“山寨”一詞有一種譯法是“made in China”。而在國內科技產品紛紛扛起“山寨”大旗的當下，清華大學等單位聯合研發的聚風型風力發電機卻異軍突起，或許它可以讓“made in China”首嘗“被山寨”滋味。
　　聚風型風力發電機的理論概念來源于日本。但隨后，日本并沒有研發出達到商用水平的產品，轉而從中國進口。
　　從中國進口的風機正是清華大學與江蘇中航動力控制有限公司聯合研制的聚風型風力發電機。
　　近日，記者從清華大學了解到，這套5千瓦的風機實現了100%國產化，目前已進行小批量生產，將在我國海南省風光互補等項目中進行批量試用，并已經出口歐美日等國家。
　　技術開發總負責人、清華大學航天航空學院教授張興在接受《科學時報》記者采訪時介紹道，這種聚風型風力發電機采用了全新的概念，不僅在發電過程中沒有噪音，風能利用效率還大大提高，“1臺能頂3臺普通同直徑葉片的風機”。
　　據記者了解，這套完全由我國自主研發的風機產品不僅引起了普通用戶的興趣，還引起歐美發達國家一些科研單位的注意，并向生產商發出訂單。
　　關鍵技術被國外壟斷一直是中國風能產業的軟肋，也是我國風電裝機容量高速增長的重要隱患。
　　我國風能技術如何實現國產化突破？聚風型風力發電機正在給出答案。
　　100%國產的性能之王
　　2010年12月底，《科學時報》記者登上清華大學建筑設計研究院的屋頂。當走近這臺輪轂高度僅有5米、葉片直徑為2.5米的風機時，雖然葉片正在冬日的大風中飛轉，并且距離僅有幾米，卻聽不到絲毫的噪音。同時，與普通風機不同的是，這臺風機正在大風中不斷自動跟蹤風向。
　　風能雖然是綠色能源，但風機同時也是噪音源，一般情況下噪音很大。在美國，噪音污染就成為大眾反對風電發展的最主要因素。在其他某些國家，也常常因噪音導致的反對聲使得一些風場停止運行。在主張發展分布式屋頂風電的歐洲，安靜更是一個必備條件。
　　聚風型風力發電機是由聚風罩和葉片及控制系統組成，同普通風機的根本區別在于葉片外圍多了一圈聚風罩，而正是這個聚風罩使得風機噪音大減，并使其發電量大大提高。
　　據張興介紹，聚風罩能夠打碎來自葉片端部的漩渦，從而消除噪音。
　　在歐洲，屋頂風機的研發較為活躍，各式各樣的屋頂風機層出不窮，但真正實現商業化的并不多。清華大學等單位聯合研發的這套聚風型風機也是屋頂風機的一種，額定功率5千瓦，聚風罩直徑3.4米，可安置在住宅樓或者寫字樓的屋頂。一臺5千瓦風機提供的電力基本能夠滿足一棟普通別墅的需求。在各種屋頂風機中，聚風型風機是目前為止效率最高的。
　　聚風罩的原理來源于日本九州大學，是2000年以后才有的新概念。根據這個原理研制的風機具有它特有的優越性。
　　張興舉例說，一次性紙杯去掉底就是一個聚風罩。聚風罩的作用在于加快風機葉片流道內的風速，由于發電量和風速的3次方成正比，在相同尺寸的風輪直徑下，聚風型風機可以將輸出功率提高好幾倍。聚風罩越長，發電量越大。
　　不過考慮到商用推廣，聚風罩的長度也不宜過長，目前的5千瓦風機便在結構緊湊的前提下實現了將風能利用效率提高到原來的3倍，即提高了200%。這對于連1個百分點都斤斤計較的能源領域來說，無疑是質的飛躍。而普通風機如果要實現相同功率，葉片直徑需達到6. 4米。