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1、VTWG 5MW智能型垂直轴磁悬浮永磁风力发电机技术特性及机械性能简要说明香港康翠投资集团有限公司哈尔滨工业大学机电工程学院风电技术装配研究所2011年6月9日目 录一、技术性能二、新型发电机技术参数和结构简图三、 光伏发电技术简介四、从空气中制水的KPW技术简介“VTWG ”5MW智能型垂直轴磁悬浮永磁风力发电机技术特性及机械性能简要说明一、技术性能智能型、垂直轴、全风况磁悬浮永磁风力发电机组和智能复合式发电能源塔是集风、整流、高效磁悬浮风力发电机组。其配置垂直井筒，多层桨叶同时做工，采用多机串联、低阻尼系统，缩小了桨叶尺寸，智能集风体和智能风道系统可根据风力的大小，改变集风体的面积和角度，
2、进出风口开闭的高度，发电机组配置保持全天候工况做功，保持了额定功率最大输出量，提高了风机发电系统的效率。智能型垂直轴风力发电机组运行启动风速 23MS，额定风速6MS，风速在23米/每秒时发电功率达到20%，风速6米/每秒时发电功率达到100%。风速6m/s通过智能控制系统将风速自动进行调节，减小进风口高度，控制进风流量在发电机正常发电工作状况的许可范围。本项目技术是香港康翠投资集团有限公司多年来与哈尔滨工业大学机电工程学院风电技术装备研究所共同研发的新型的VTWG5MW智能型垂直轴磁悬浮永磁全风况风力发电机组。VTWG5MW风力发电机组属于智能型、多技术组合、全风况新型智能型垂直轴磁悬浮永磁
3、风力发电机组。（一）、新型VTWG5MW风力发电机的特征及性能该机组风力发电部分由大系统组成：1、磁悬浮垂直轴传动系统；2、86米能源塔筒整流增压系统；3、永磁发电机变配电系统；4、八风口环境集风系统；5；智能控制系统。 VTWG5MW风力发电机组具有大技术优势、在收集风能的方式上与传统不同，采用塔式能源筒吸风多层组合结构，结合螺旋轴流增压技术，可在较低风速下对气流加速升压，驱动叶轮发电；、在发电方式上，采用多台发电机联动，设计有环境集风体，通过智能控制系统，自主调节进、排风量，控制系统压力，实现全风况可靠平稳发电；、利用烟筒拔风原理，借助于高空与地表压差，实现对主风道气流加速，将内外风力并用
4、，共同作用发电；、采用磁悬浮永磁发电机，其转子为磁悬浮轴承支撑，可最大化地减小转子的启动阻力，实现微风发电，从而达到高效率利用风能的目的。VTWG5MW垂直轴与水平轴相比具有以下大优点 、体积小，单件重量轻；高度与水平轴相当，但是最大回转件直径小于10，而水平轴直径是40m。该机组单件最大重量是3吨，而水平轴是80吨。2、启动风速低，发电效率高；该机组风速在23米/每秒时发电功率达到20%，风速6米/每秒时发电功率达到100%，水平轴通常在6m/s以上。该发电机组发电效率（风能利用率）可达6080%以上（年发电时效不低于270300天），而水平轴不足1820%（110125天）。3、设备利用率
5、高；年发电小时数可达65008000小时，而水平轴不足27003000小时。4、单机发电能力大；与水平轴同等高度尺寸比，该机组发电功率可达5MW以上，是水平轴的23倍。水平轴小于2MW，水平轴要想做大比较困难。5、输出电压稳定；借助于智能控制系统与环境集风体结合，可自动适应调节输出电压，达到稳定发电效果。6、制造容易，成本较低；由于该机组整体尺寸小，单件重量轻，制造难度降低，运输轻便，安装维护费用较低，总体成本大大低于水平轴。VTWG5MW风力发电机组构造7大特点：1、整体装配式结构：由于该机组从传统机型的单立柱改为多柱装备式结构体，制造难度大大减小，设备可在现场组装，减少运输成本，缩短施工周
6、期。2、发电效率高：应用集风、整流系统，风能利用率可达到6080%，年有效发电时效65008000小时，采用智能程控多发电机联动工作，可根据风机的转数及风力大小增减电机并机数量，可根据多风况调节平稳发电，从一级风到12级风都可以运行发电。3、占地面积少：由于是空气吸入式风电机组、可以大大缩小机组间距节省土地、减少基础、道路、管线的投入。4、制造成本低：机房布置在机组底部或者机组侧面，可减少停机检修时间，减少维护成本。发电成本大大降低。风场投资回收期可以缩短到5-8年左右。5、磁悬浮轴承永磁发电机：采用磁悬浮轴承永磁发电机，结合增速齿轮箱（风轮转速r/min150200，齿轮箱增速比1:12），
7、使风轮转速达到r/min18002400，发电机额定功率(500KW x 10 )5000KW。6、使用年限长：该磁悬浮永磁发电机采用永磁材料和磁悬浮轴承，不但提高发电效率，使用年限不低于20年。7、实用范围广：该产品不但可以实用于风资源丰富区，也实用于风资源可利用区，只要风速达到每23m/s的草原、丘凌、海滩、沿江河湖岸边都能实用，能确保平稳发电。本项目技术是香港康翠投资集团有限公司自2008年1月起与哈尔滨工业大学机电工程学院风电技术装备研究所共同研发的新型“VTWG”5MW智能型垂直轴全风况磁悬浮永磁风力发电机组。本项目属于高科技、高清洁可在生能源项目，符合中国政府的产业政策，符合行业准
8、入标准。众所周知，在诸多可再生能源中，风能技术最成熟，最具有规模化开发条件和商业化发展前景。新型VTWG5MW风力发电机设备制造厂投资回报期短，预计5年内可收回投资成本。二、新型发电机技术参数和结构简图新型VTWG5MW智能型垂直轴磁悬浮永磁风力发电机组，克服了水平轴风力发电机风能利用率不足、风力发电不稳定的问题，利用高空与地面压力差，采用烟囱拔风的原理，86米高的风筒，配备智能控制风量系统，安装了智能输配电网络系统，使风力发电获得更多的、更大的风力，发出更多的电量，同时降低工程造价，提高经济效益。VTWG5mw智能型垂直轴磁悬浮风力发电机主要技术参数表：一、额定参数形式智能型、垂直轴、螺旋风
9、叶转上行风向功率调节变风口、多发电机联动额定功率/KW5000启动风速M/S3停机风速M/S无额定风速M/S6极限风速M/S40运行环境温度-40 - +45塔架高度/M86计算使用寿命/年20二、集风体集风面积/平方米1280集风体宽度/M7集风体结构材料型钢及微晶玻璃筒壁三、叶轮叶轮层数、形式10层、螺旋式叶轮材料复合材料叶轮直径/M6.8叶轮转速/RPM150/200四、齿轮箱形式增速转速比1：12五、发电机形式磁悬浮永磁发电机组额定功率/KW500x10额定电压/V690额定电流/A221X2-936X2功率因数1冷却方式强迫风冷（IC616）额定频率/HZ50绝缘等级H级安装方式IB
10、M3防护等级IP54六、刹车系统形式液压机械刹车七、塔架形式型钢圆筒分段法兰连接八、控制系统形式现场微电脑/远程网络三级控制控制内容机组内外图像、运行仿真数据、图形、风向、风速、转速、检测、进出风控制、运行控制 “VTWG”5MW风力发电机的风功率曲线特性见下图：智能型垂直轴磁悬浮永磁风力发电机组外罩维护结构为钢结构宝塔型，塔座底部直径35米，高度86米，地上10米层为箱式变压器、变配电机房系统，空气制水装置系统。10米20米高度为进风、排风系统、智能集风系统、含安全通道。组合式风道系统-垂直风道直径：发电机功率(单机容量)500/kw为7米，发电机功率（单机容量）1500/kw为10米；垂直
11、轴动力传动系统-花键轴、传动齿轮、增速器、离合器；浆叶系统-10层复合材料多叶轮。组合式联动发电机组-磁悬浮永磁690伏风力发电机；进出风量智能控制闸门-电动卷帘门风口系统；液压式刹车系统；智能拔风筒系统-含进风口、排风口；太阳能发电装置、蓄电池储能系统；电气系统-箱式变压器、升压逆变、整流、输电；蒸发吸湿蓄水系统；智能控制及仿真系统-含内外实景图像、运行仿真、风向、风速、转速、检测、进出风控制、运行控制，通过智能控制系统将风速自动进行调节，减小进风口高度，控制进风流量在发电机的许可范围。智能型垂直轴磁悬浮发电机结构简图三、 光伏发电技术简介为了充分利用风力发电能源塔的结构特点，利用能源塔的外
12、立面（表面积在6500m2左右）为载体。安装光伏发电膜技术进行光伏发电。该技术是我们自主研究的高效非晶硅叠层太阳薄膜光伏发电技术。在低强光下均有较好的转换率，在阴雨天、沙尘天气仍可发电，寿命长达35年，光电转换效率达10%以上，取得了240多项专利，该技术在非晶硅薄膜太阳能电池上居世界最前列。建立了理论上领先5年，工艺上领先10年以上的压倒性的优势地位。四、从空气中制水的KPW技术简介空气中有取之不尽的小蒸汽，只要有空气的地方就有水蒸汽存在。沙漠地面空气湿度也在20%左右，海洋、河流空气中含湿量达80%左右，这项技术可提供极大的优质水资源。我们掌握了空气中取水的核心技术，获得了中国国家专利。我
13、们充分利用进入风力发电能源塔内的含有水蒸汽的空气，将这些空气经过特制的取水设施，将水取出，并以达到消毒的水准。取出的水是符合国际标准的，可达到瓶装水的质量标准。即：色度10，并不呈现其他异色酵母10个/ml混浊度1 NTV致辞病菌不得检出菌落总数50 个/ml氨氮0.5（mg/l）大肠菌群3 MPN/100ml耗氧量2（mg/L）亚硝酸盐0.05（mg/l,以计NO2计）经过KPW取水设施，在风塔中的空气是干净的、干燥的、有害物质（雾粒、沙粒、烟尘）基本去除对保护发电设备有极大的好处。经上可述“VTWG”5MW智能型垂直轴磁悬浮永磁风力发电机，是集风力发电，光伏发电和从空气中制水为一体的新型的风光发电机，它的性能使它具有广阔的应用天地和市场，对人类需要的绿色能源的水有极其重要的使用价值。2011年6月9日联系人：刘荣先电 话：13910392881邮 箱：xiongy126
