新结构风轮、扭矩可倍增

　　决定风力发电效率的关键是风轮效率，如果能将风轮扭矩提高几倍？对于风力发电来说将是一场革命。

　　现有三叶片风力发电机的叶尖部分(如图1所示)，虽然仅占整体叶片长度的20%,但是它所产生的升力既可达到整体叶片的50%(杠杆原理)。假设将三个叶片的投影面积全部变为叶尖，风轮扭矩至少是三叶片结构的2.5倍。

　　通过以上两图对比：叶尖所处位置没变，均设置在风轮最边沿,但是叶尖面积确倍增了，叶尖数量也倍增了。显而易见，风轮扭矩自然也会倍增。

　　一、效率倍增的原理：如图2所示： 全叶尖结构的轮缘周长，是现有三叶片轮毂的几十倍。可设叶片空间大、数量多(等于增加了动力)。同时叶片设置在轮缘上，距中心轴距离远(又等于延长了动力臂)。物理学杠杆定理是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。风轮效率倍增,具有科学依据。这不是天方夜潭！本人的实验机已经证实了这一设计可行性，风轮扭矩可倍增。

　　二、 与现有三叶片技术比；轮径相同，扭矩最少是现有三叶片技术的2.5倍。本专利轮缘上有足够的空间及强度保障，安装更多的叶尖。如果，叶片总面积再增加一倍，风轮扭矩能够达到三叶片的5倍。

　　按现有三叶片技术规律，叶片长度每增加20%，扭矩只能提高一倍。而全叶尖风轮就会增加多倍。因为,现有三叶片技术的风轮无论、轮径増加多大，只有三个叶片在扩展，而本专利如10兆瓦风轮是60个叶片(叶尖)，等于60个叶片均在向外扩展，由此可见风轮扭矩是以倍率在提升。出力叶片多，启动风速就低。发电时长大幅度提升、适应区域更广。

　　进一步论证：假设,叶尖上有10公斤的作用力，叶片是80米长，相对于主轴的力矩就是800公斤。同样10公斤的作用力，作用于叶片长度的80%以下处，相对于主轴的力矩就剩400公斤了……。也是同样10公斤的作用力，分散在现存技术的叶中及叶根上，相对于主轴的力矩就所剩无几了。因为叶中的气动性远比叶尖差的多，桶形结构的叶根气动性为零。

　　三、强度优点是：1：是轮毂与轮缘之间的钢缆取代了叶根及叶中的过渡支撑。因此，风轮强度发生质的变化。而现有三叶片技术的大型叶片，长几十米、重一、二十吨，只能靠增加根径来维持自身强度。

　　2：叶片在顺桨状态时只有2厘米左右的(截面)厚度。风轮基本上只是轮体框架，并且还有斜拉索牵引，生存风速远高于现有三叶片技术。

　　四、造价低：小型化的叶片(单体面积只有几平方米)，从加工工艺、制造难度，所使用的原材料、成本、吊装、运输、疲劳寿命等等，均是根本性的改变。叶片造价只是现有叶片的百分之几。

　　高转速大大缓解了大型直驱式风机因转子直径小、转速又低，切割磁力线慢，所造成的发电机低效。

　　10MW轮径与三叶片技术比可减小30%左右。因此可轻而易举突破三叶片技术单机容量极值。而现有三叶片技术的风轮想要突破10MW，轮径有可能达到二百米左右(难以突破)。

　　专利看什么？就是看结构！只有在结构上有巧妙的创新，技术上才会有重大突破，它不同于有的专利只是工艺改进、材料升级而已。

　　由于篇幅所限，以上只是简要概述了轮体结构，及效率倍增的原理。它打破了超大型风力发电机，三叶片的定式。因此关于结构支撑、发电机设置、传动方式、偏航、吊装等等，均具有新颖性、创造性和工业实用性。

　　为了您投资的可靠性，建议您花很少的钱，先制作一个(全叶尖)小型风轮,然后用扭矩测试仪与同等尺寸的现有三叶片风轮作对比。不比不知道，经过对比，您会深切的感受到它将改变风电历史，具有革命性。（本文系投稿，不代表北极星风力发电网观点）

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