新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)前景

中國正逢風(fēng)電發(fā)展的大好時機(jī)，風(fēng)電設(shè)備市場需求增加。另外，除了風(fēng)電設(shè)備整機(jī)需求不斷增加之外，葉片、齒輪箱、大型軸承、電控等風(fēng)電設(shè)備零部件的供給能力仍不能完全滿足需求，市場增長潛力巨大。因此中國風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)景氣持續(xù)。

如今新興市場的風(fēng)電發(fā)展迅速，在國家政策支持和能源供應(yīng)緊張的背景下，中國的風(fēng)電特別是風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)也迅速崛起，已經(jīng)成為全球風(fēng)電最為活躍的場所。2006年全球風(fēng)電資金中9%投向了中國，總額達(dá)16.2億歐元(約162.7億元人民幣)。2011年，中國風(fēng)電累計裝機(jī)容量和新增裝機(jī)容量，雙居世界首位。

中國巨大的風(fēng)電市場以及廉價的勞動力成本，吸引了大量國外風(fēng)電巨頭紛紛在中國設(shè)廠，或采取與國內(nèi)企業(yè)合資的方式，生產(chǎn)的產(chǎn)品都被貼上了中國制造的標(biāo)簽。中國制造的風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)品占據(jù)越來越大的市場份額，風(fēng)機(jī)產(chǎn)品正在經(jīng)歷一個由全球制造向中國制造的轉(zhuǎn)變。

由于風(fēng)電屬于新能源范疇，無論是成本還是技術(shù)同傳統(tǒng)的火電、水電相比還有較大的差距，因而風(fēng)電的快速發(fā)展需要國家政策的大力扶持?？v觀風(fēng)電發(fā)展迅速的國家如德國、西班牙、印度，無一例外地都給予風(fēng)電產(chǎn)業(yè)巨大的政策優(yōu)惠。中國對風(fēng)電的政策支持由來已久，力度也越來越大，政策支持的對象也由過去的注重發(fā)電轉(zhuǎn)向了注重扶持國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造。國家的政策支持將是風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)迅猛發(fā)展的根本保障，隨著中國國產(chǎn)風(fēng)機(jī)設(shè)備的自主制造能力不斷加強，國家的政策支持力度也將越來越大，風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)面臨難得的歷史發(fā)展機(jī)遇。

該技術(shù)采用空氣動力學(xué)原理，針對垂直軸旋轉(zhuǎn)的風(fēng)洞模擬，葉片選用了飛機(jī)翼形形狀，在風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時，它不會受到因變形而改變效率等;它用垂直直線4-5個葉片組成，由4角形或5角形形狀的輪轂固定、連接葉片的連桿組成的風(fēng)輪，由風(fēng)輪帶動稀土永磁發(fā)電機(jī)發(fā)電送往控制器進(jìn)行控制，輸配負(fù)載所用的電能。

該技術(shù)原理根據(jù)空氣片條理論，實際計算可選取垂直風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的切面進(jìn)行計算模型，按葉片實際尺寸，每個葉片的旋轉(zhuǎn)軸心距離為N米;用CFD技術(shù)進(jìn)行模擬氣動系數(shù)計算，計算原理采用離散數(shù)字方法求解翼形斷面的氣動力，用網(wǎng)格方法對雷諾數(shù)流動渦量分布比較形成高雷諾數(shù)下對Navier-Stokes方程進(jìn)行數(shù)字模擬計算的原理結(jié)果。

采用稀土永磁材料發(fā)電的原理，配套與空氣動力學(xué)原理的風(fēng)輪，采用直驅(qū)式結(jié)構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)發(fā)電。

專利技術(shù):一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)

根據(jù)H型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速上升速度提高較快(力矩上升速度快)，它的發(fā)電功率上升速度也相應(yīng)變快，發(fā)電曲線變得飽滿。在同樣功率下，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的額定風(fēng)速較現(xiàn)有水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)要小，并且它在低風(fēng)速運轉(zhuǎn)時發(fā)電量也較大。

由于此種設(shè)計結(jié)構(gòu)采用了特殊空氣洞力學(xué)原理、三角形向量法的連接方式以及直驅(qū)式結(jié)構(gòu)的原理，使得風(fēng)輪的受力主要集中于輪轂上，因此抗風(fēng)能力較強;此種設(shè)計的特性還體現(xiàn)在對周圍環(huán)境的影響上，運轉(zhuǎn)時無噪音以及電磁干擾小等特點使得新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)優(yōu)越性非常明顯。

生產(chǎn)該類型垂直軸風(fēng)力發(fā)電電源系統(tǒng)產(chǎn)品最多的是日本(2002年開始研究)，還有英國、加拿大等國也在研制中，這些國家的大部分產(chǎn)品在風(fēng)輪設(shè)計當(dāng)中采用平行連接桿，這種方式對發(fā)電機(jī)輸出軸要求較高，并且結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，現(xiàn)場安裝程序也偏多。另外，從力學(xué)方面分析，H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率越大、葉片越長、平行桿的中心點與發(fā)電機(jī)軸的中心點距離越長，抗風(fēng)能力就越差，因此，采取三角形向量法，可以彌補了上述的一些缺點。

最早的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種圓弧形雙葉片的結(jié)構(gòu)(Φ型或稱為達(dá)里厄)，由于其受風(fēng)面積小，相應(yīng)的啟動風(fēng)速較高，一直未得到大力發(fā)展，我國也在前幾年做了一些嘗試，但效果始終不理想。為何當(dāng)初采用Φ型設(shè)計而沒有用這種H型結(jié)構(gòu)?實際上，這和科技的發(fā)展特別是電腦的發(fā)展密切相關(guān)的，由于H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計需要非常大量的空氣動力學(xué)計算以及數(shù)字模擬計算，采用人工的方法計算一次至少需要幾年的時間，而且不是一次計算就能得到正確的結(jié)果，所以在計算機(jī)還不是很發(fā)達(dá)的年代，人們根本無法完成這一設(shè)計構(gòu)思。

由于特殊應(yīng)用場合的需要，2001年我國率先開始了這項研究，并且在以后兩年的時間里不斷對產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)，在2003年初，產(chǎn)品走向成熟，并在海島以及邊疆大量采用以這種新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)為主要設(shè)備的風(fēng)光互補系統(tǒng)。

分布式風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用范圍:可在農(nóng)村、牧區(qū)、山區(qū)及發(fā)展中的大、中、小城市或商業(yè)區(qū)附近建造，解決當(dāng)?shù)赜脩粲秒娦枨蟆?/p>

模斯翼風(fēng)力發(fā)電設(shè)備有限公司可以為提供:分布式風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)，又稱分散式發(fā)電或分布式供能，是指在用戶現(xiàn)場或靠近用電現(xiàn)場配置較小的風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)，以滿足特定用戶的需求，支持現(xiàn)存配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運行，或者同時滿足這兩個方面的要求。

分布式風(fēng)光互補供電系統(tǒng)由垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)組成;其基本設(shè)備包括垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能電池組件、太陽能方陣支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網(wǎng)逆變器、交流配電柜等設(shè)備，另外還有供電系統(tǒng)監(jiān)控裝置和環(huán)境監(jiān)測裝置;其運行模式是在夜間和陰雨天無陽光時由風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換輸出電能，或在有太陽輻射時由光伏發(fā)電系統(tǒng)將太陽能轉(zhuǎn)換輸出電能，或在既有風(fēng)又有太陽的情況下兩者同時發(fā)揮作用轉(zhuǎn)換輸出電能，經(jīng)過直流匯流箱集中送入直流配電柜，由并網(wǎng)逆變器逆變成交流電供給建筑自身負(fù)載，多余或不足的電力通過聯(lián)接電網(wǎng)來調(diào)節(jié)實現(xiàn)了全天候的發(fā)電功能，比單用風(fēng)機(jī)和太陽能更經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、實用。

系統(tǒng)相互獨立，可自行控制，避免發(fā)生大規(guī)模停電事故，安全性高;

彌補大電網(wǎng)穩(wěn)定性的不足，在意外發(fā)生時繼續(xù)供電，成為集中供電不可或缺的重要補充;

可對區(qū)域電力的質(zhì)量和性能進(jìn)行實時監(jiān)控，非常適合向農(nóng)村、牧區(qū)、山區(qū)，發(fā)展中的大、中、小城市或商業(yè)區(qū)的居民供電，大大減小環(huán)保壓力;

輸配電損耗低，甚至沒有，無需建配電站，降低或避免附加的輸配電成本，土建和安裝成本低;

調(diào)峰性能好，操作簡單;

由于參與運行的系統(tǒng)少，啟?？焖?，便于實現(xiàn)全自動。

國家能源局于2013年11月18日發(fā)布《分布式發(fā)電項目管理暫行辦法》

第一章 總 則

第一條 為規(guī)范分布式光伏發(fā)電項目建設(shè)管理，推進(jìn)分布式光伏發(fā)電應(yīng)用，根據(jù)《中華人民共和國可再生能源法》、《中華人民共和國電力法》、《中華人民共和國行政許可法》，以及《國務(wù)院關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》，制定本辦法。

第二條 分布式光伏發(fā)電是指在用戶所在場地或附近建設(shè)運行，以用戶側(cè)自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng)且在配電網(wǎng)系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征的光伏發(fā)電設(shè)施。

第三條 鼓勵各類電力用戶、投資企業(yè)、專業(yè)化合同能源服務(wù)公司、個人等作為項目單位，投資建設(shè)和經(jīng)營分布式光伏發(fā)電項目。

第四條 國務(wù)院能源主管部門負(fù)責(zé)全國分布式光伏發(fā)電規(guī)劃指導(dǎo)和監(jiān)督管理;地方能源主管部門在國務(wù)院能源主管部門指導(dǎo)下，負(fù)責(zé)本地區(qū)分布式光伏發(fā)電規(guī)劃、建設(shè)的監(jiān)督管理;國家能源局派出機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)對本地區(qū)分布式光伏發(fā)電規(guī)劃和政策執(zhí)行、并網(wǎng)運行、市場公平及運行安全進(jìn)行監(jiān)管。

第五條 分布式光伏發(fā)電實行"自發(fā)自用、余電上網(wǎng)、就近消納、電網(wǎng)調(diào)節(jié)"的運營模式。電網(wǎng)企業(yè)采用先進(jìn)技術(shù)優(yōu)化電網(wǎng)運行管理，為分布式光伏發(fā)電運行提供系統(tǒng)支撐，保障電力用戶安全用電。鼓勵項目投資經(jīng)營主體與同一供電區(qū)內(nèi)的電力用戶在電網(wǎng)企業(yè)配合下以多種方式實現(xiàn)分布式光伏發(fā)電就近消納。

第二章 規(guī)模管理

第六條 國務(wù)院能源主管部門依據(jù)全國太陽能發(fā)電相關(guān)規(guī)劃、各地區(qū)分布式光伏發(fā)電發(fā)展需求和建設(shè)條件，對需要國家資金補貼的項目實行總量平衡和年度指導(dǎo)規(guī)模管理。不需要國家資金補貼的項目不納入年度指導(dǎo)規(guī)模管理范圍。

第七條 省級能源主管部門根據(jù)本地區(qū)分布式光伏發(fā)電發(fā)展情況，提出下一年度需要國家資金補貼的項目規(guī)模申請。國務(wù)院能源主管部門結(jié)合各地項目資源、實際應(yīng)用以及可再生能源電價附加征收情況，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)平衡后，下達(dá)各地區(qū)年度指導(dǎo)規(guī)模，在年度中期可視各地區(qū)實施情況進(jìn)行微調(diào)。

第八條 國務(wù)院能源主管部門下達(dá)的分布式光伏發(fā)電年度指導(dǎo)規(guī)模，在該年度內(nèi)未使用的規(guī)模指標(biāo)自動失效。當(dāng)年規(guī)模指標(biāo)與實際需求差距較大的，地方能源主管部門可適時提出調(diào)整申請。

第九條 鼓勵各級地方政府通過市場競爭方式降低分布式光伏發(fā)電的補貼標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)先支持申請低于國家補貼標(biāo)準(zhǔn)的分布式光伏發(fā)電項目建設(shè)。

第三章 項目備案

第十條 省級及以下能源主管部門依據(jù)國務(wù)院投資項目管理規(guī)定和國務(wù)院能源主管部門下達(dá)的本地區(qū)分布式光伏發(fā)電的年度指導(dǎo)規(guī)模指標(biāo)，對分布式光伏發(fā)電項目實行備案管理。具體備案辦法由省級人民政府制定。

第十一條 項目備案工作應(yīng)根據(jù)分布式光伏發(fā)電項目特點盡可能簡化程序，免除發(fā)電業(yè)務(wù)許可、規(guī)劃選址、土地預(yù)審、水土保持、環(huán)境影響評價、節(jié)能評估及社會風(fēng)險評估等支持性文件。

第十二條 對個人利用自有住宅及在住宅區(qū)域內(nèi)建設(shè)的分布式光伏發(fā)電項目，由當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)企業(yè)直接登記并集中向當(dāng)?shù)啬茉粗鞴懿块T備案。不需要國家資金補貼的項目由省級能源主管部門自行管理。

第十三條 各級管理部門和項目單位不得自行變更項目備案文件的主要事項，包括投資主體、建設(shè)地點、項目規(guī)模、運營模式等。確需變更時，由備案部門按程序辦理。

第十四條 在年度指導(dǎo)規(guī)模指標(biāo)范圍內(nèi)的分布式光伏發(fā)電項目，自備案之日起兩年內(nèi)未建成投產(chǎn)的，在年度指導(dǎo)規(guī)模中取消，并同時取消享受國家資金補貼的資格。

第十五條 鼓勵地市級或縣級政府結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H，建立與電網(wǎng)接入申請、并網(wǎng)調(diào)試和驗收、電費結(jié)算和補貼發(fā)放等相結(jié)合的分布式光伏發(fā)電項目備案、竣工驗收等一站式服務(wù)體系，簡化辦理流程，提高管理效率。

第四章 建設(shè)條件

第十六條 分布式光伏發(fā)電項目所依托的建筑物及設(shè)施應(yīng)具有合法性，項目單位與項目所依托的建筑物、場地及設(shè)施所有人非同一主體時，項目單位應(yīng)與所有人簽訂建筑物、場地及設(shè)施的使用或租用協(xié)議，視經(jīng)營方式與電力用戶簽訂合同能源服務(wù)協(xié)議。

第十七條 分布式光伏發(fā)電項目的設(shè)計和安裝應(yīng)符合有關(guān)管理規(guī)定、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)、建筑工程規(guī)范和安全規(guī)范等要求。承擔(dān)項目設(shè)計、咨詢、安裝和監(jiān)理的單位，應(yīng)具有國家規(guī)定的相應(yīng)資質(zhì)。

第十八條 分布式光伏發(fā)電項目采用的光伏電池組件、逆變器等設(shè)備應(yīng)通過符合國家規(guī)定的認(rèn)證認(rèn)可機(jī)構(gòu)的檢測認(rèn)證，符合相關(guān)接入電網(wǎng)的技術(shù)要求。

第五章 電網(wǎng)接入和運行

第十九條 電網(wǎng)企業(yè)收到項目單位并網(wǎng)接入申請后，應(yīng)在20個工作日內(nèi)出具并網(wǎng)接入意見，對于集中多點接入的分布式光伏發(fā)電項目可延長到30個工作日。

第二十條 以35千伏及以下電壓等級接入電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電項目，由地市級或縣級電網(wǎng)企業(yè)按照簡化程序辦理相關(guān)并網(wǎng)手續(xù)，并提供并網(wǎng)咨詢、電能表安裝、并網(wǎng)調(diào)試及驗收等服務(wù)。

第二十一條 以35千伏以上電壓等級接入電網(wǎng)且所發(fā)電力在并網(wǎng)點范圍內(nèi)使用的分布式光伏發(fā)電項目，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)根據(jù)其接入方式、電量使用范圍，本著簡便和及時高效的原則做好并網(wǎng)管理，提供相關(guān)服務(wù)。

第二十二條 接入公共電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電項目，接入系統(tǒng)工程以及因接入引起的公共電網(wǎng)改造部分由電網(wǎng)企業(yè)投資建設(shè)。接入用戶側(cè)的分布式光伏發(fā)電項目，用戶側(cè)的配套工程由項目單位投資建設(shè)。因項目接入電網(wǎng)引起的公共電網(wǎng)改造部分由電網(wǎng)企業(yè)投資建設(shè)。

第二十三條 電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)采用先進(jìn)運行控制技術(shù)，提高配電網(wǎng)智能化水平，為接納分布式光伏發(fā)電創(chuàng)造條件。在分布式光伏發(fā)電安裝規(guī)模較大、占電網(wǎng)負(fù)荷比重較高的供電區(qū)，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)根據(jù)發(fā)展需要建設(shè)分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)運行監(jiān)測、功率預(yù)測和優(yōu)化運行相結(jié)合的綜合技術(shù)體系，實現(xiàn)分布式光伏發(fā)電高效利用和系統(tǒng)安全運行。

第六章 計量與結(jié)算

第二十四條 分布式光伏發(fā)電項目本體工程建成后，向電網(wǎng)企業(yè)提出并網(wǎng)調(diào)試和驗收申請。電網(wǎng)企業(yè)指導(dǎo)和配合項目單位開展并網(wǎng)運行調(diào)試和驗收。電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定分布式光伏發(fā)電電網(wǎng)接入和并網(wǎng)運行驗收辦法。

第二十五條 電網(wǎng)企業(yè)負(fù)責(zé)對分布式光伏發(fā)電項目的全部發(fā)電量、上網(wǎng)電量分別計量，免費提供并安裝電能計量表，不向項目單位收取系統(tǒng)備用容量費。電網(wǎng)企業(yè)在有關(guān)并網(wǎng)接入和運行等所有環(huán)節(jié)提供的服務(wù)均不向項目單位收取費用。

第二十六條 享受電量補貼政策的分布式光伏發(fā)電項目，由電網(wǎng)企業(yè)負(fù)責(zé)向項目單位按月轉(zhuǎn)付國家補貼資金，按月結(jié)算余電上網(wǎng)電量電費。

第二十七條 在經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)等相對獨立的供電區(qū)統(tǒng)一組織建設(shè)的分布式光伏發(fā)電項目，余電上網(wǎng)部分可向該供電區(qū)內(nèi)其他電力用戶直接售電。

第七章 產(chǎn)業(yè)信息監(jiān)測

第二十八條 組織地市級或縣級能源主管部門按月匯總項目備案信息。省級能源主管部門按季分類匯總備案信息后報送國務(wù)院能源主管部門。

第二十九條 各省級能源主管部門負(fù)責(zé)本地區(qū)分布式光伏發(fā)電項目建設(shè)和運行信息統(tǒng)計，并分別于每年7月、次年1月向國務(wù)院能源主管部門報送上半年和上一年度的統(tǒng)計信息，同時抄送國家能源局及其派出監(jiān)管機(jī)構(gòu)、國家可再生能源信息中心。

第三十條 電網(wǎng)企業(yè)負(fù)責(zé)建設(shè)本級電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)分布式光伏發(fā)電的運行監(jiān)測體系，配合本級能源主管部門向所在地的能源管理部門按季報送項目建設(shè)運行信息，包括項目建設(shè)、發(fā)電量、上網(wǎng)電量、電費和補貼發(fā)放與結(jié)算等信息。

第三十一條 國務(wù)院能源主管部門委托國家可再生能源信息中心開展分布式光伏發(fā)電行業(yè)信息管理，組織研究制定工程設(shè)計、安裝、驗收等環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，統(tǒng)計全國分布式光伏發(fā)電項目建設(shè)運行信息，分析評價行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，及時提出相關(guān)政策建議。經(jīng)國務(wù)院能源主管部門批準(zhǔn)，適時發(fā)布相關(guān)產(chǎn)業(yè)信息。

第八章 違規(guī)責(zé)任

第三十二條 電網(wǎng)企業(yè)未按照規(guī)定收購分布式光伏發(fā)電項目余電上網(wǎng)電量，造成項目單位損失的，應(yīng)當(dāng)按照《中華人民共和國可再生能源法》的規(guī)定承擔(dān)經(jīng)濟(jì)賠償責(zé)任。

第九章 附 則

第三十三條 本辦法由國家能源局負(fù)責(zé)解釋，自發(fā)布之日起施行。

附表1:分布式光伏發(fā)電項目備案匯總表(略)

附表2:1兆瓦以上分布式光伏發(fā)電項目信息表(略)