一、性能优势
★安全性高-全天候持续运行,实现无人值守
1、全程变桨调控,转速受控,恶劣风况下持续稳定运行。
2、自动安全保护系统进行双重保护,系统更安全。
★发电量多-变桨调控,高效输出,发电量多达30%
1、额定风速以上,被动调控叶片桨距角,持续满功率输出。
2、工作风速区间大(3-25m/s),有效运行时间长。
★维护成本低-2年内无需维护,安装维护简便
1、核心关键部件免维护设计,2年内无需售后维护。
2、折叠塔杆保证风力发电机安装维护简便。
二、外形结构
2.1、结构组成
2.2、外形尺寸
三、技术参数
项 目 |
单位 |
性能参数 |
||
1 |
结构形式 |
|
水平轴 |
|
2 |
设计等级 |
|
IEC Ⅱ |
|
3 |
风轮直径 |
m |
7.8 |
|
4 |
叶片材质/叶片数量 |
|
增强玻璃钢/3 |
|
5 |
额定功率 |
kW |
10 |
|
6 |
额定风速 |
m/s |
11 |
|
7 |
启动风速 |
m/s |
2.5 |
|
8 |
工作风速范围 |
m/s |
3-25 |
|
9 |
安全风速 |
m/s |
59.5 |
|
10 |
额定转速 |
r/min |
180 |
|
11 |
额定电压 |
VAC |
380 |
|
12 |
调速方式 |
|
机械离心变桨距 |
|
13 |
迎风方式 |
|
上风向 |
|
14 |
对风方式 |
|
尾舵对风 |
|
15 |
大风保护 |
|
变桨调控+智能安全保护系统 |
|
16 |
停机方式 |
|
智能控制:先变桨后机械刹车 |
|
17 |
重量 |
kg |
650 |
|
18 |
工作温度范围 |
℃ |
-25-+50 |
|
19 |
设计寿命 |
年 |
20 |
|
20 |
发电机型式 |
|
三相交流永磁同步发电机 |
|
21 |
发电机绝缘等级 |
|
F |
|
22 |
外观颜色 |
|
白色 |
|
塔杆 |
||||
1 |
样式/高度 |
m |
独立式 |
12;16;20 |
2 |
折叠独立式 |
8;12 |
||
3 |
材质 |
|
Q355 |
|
4 |
结构类型 |
|
锥形/多棱/外法兰对接 |
|
5 |
防腐方式 |
|
热镀锌 |
v 功率曲线
v 年均发电量
年平均风速 |
4m/s |
5m/s |
6m/s |
7m/s |
年发电量(kWh) |
8462 |
18260 |
23755 |
32120 |
四、技术创新点
4.1、采用世界领先的机械离心变桨距技术,年均发电量多30%
(1)叶片初始大角度(+9°),加速性能优异,2.5m/s低风速启动;
(2)额定风速以下,风轮高效输出;
(3)额定风速以上,调控桨距角,风轮转速维持在额定转速附近,功率输出稳定。
(4)工作风速区间大:3-25m/s(涵盖陆地常见风速)内持续运行,无需停机保护。
4.2、灵敏耐久的流线型尾舵
(1)增强玻璃钢材质及密网筋骨结构确保了尾舵的高强度及耐疲劳性能。
(2)尾舵采用流线型设计,外观美观,对风灵敏,对风精度高(风向波动响应风速<1m/s;稳定对风误差小于5°)。
(3)对风动力来自侧风,非电子电器控制,故障率低,可靠性高。
4.3、自动安全保护系统(ASP)
自动安全保护系统为完全自主专利技术,属行业首创。其主要由风速检测设备、智能控制系统,刹车/解刹车机械总成组成。
(1)通过检测环境风速、系统电压、电流及上位机信号等,智能控制风力发电机的运行及停机。
(2)当风速高于25m/s(可调),电压或电流值超出设定值或风力发电机控制器给出异常信号时,自动安全保护系统将智能控制风力发电机进行刹车停机,确保风力发电机在异常工况下的安全。
(3)待工况符合运行要求时,自动安全保护系统智能控制风力发电机进行解刹车,风力发电机将再次开始运转。
4.4、2年内免维护设计
(1)关键部位长效防护设计,保证机组长时间无故障运行,前2年无需维护。
(2)双重技术保障风力发电机的安全稳定运行。
变桨调控技术和智能安全保护系统双重保障风力发电机在大风恶劣工况下的平稳运行,避免风力发电机因不受控、超负荷运转给机组和电气系统带来的损害。
4.5、折叠塔杆,安装及维护方便
◎在偏远山区、海岛等吊车无法到达地方,解决安装难题;
◎维护风力发电机时,只需要一个手拉葫芦,操作简便、工作量小。
4.6、远程监控,实时全程掌控
u 实时掌握机组运行状态、发电量数据。
u 通过远程下发指令,操控机组进行远程启停和调度运行。
五、10kW风力发电机的技术对比和选型分析
目前,批量应用的10kW风力发电机主要有两种类型:偏航式风力发电机和机械离心变桨距风力发电机。下边对这两种技术类型的风力发电机进行介绍对比:
5.1、偏航式风力发电机
在偏航式风力发电机中,风轮盘面压力与尾舵的风压对回转轴产生方向相反的力矩,当风轮盘面风压较小时尾舵主要作用为对风,当风轮盘面压力对回转轴产生的力矩大于尾舵风压对回转轴的力矩时,风轮盘面不再与风向垂直,而是产生一定的角度,即偏航。通过偏航的方法进行功率调控的风力发电机称之为偏航式式风力发电机。
优势:
(1)在常年低风速区有一定的经济性优势。
劣势:
(1)大风时或风速快速变化的情形下由于风轮无法克服陀螺力,偏航失效,转速会飙升,极易造成电机烧毁,叶片飞车,甚至是机组解体,存在极大的安全隐患。
小结:
偏航式风力发电机绝大部分应用在对经济性要求高的低风速地区,最大功率一般不超过2kW。在大风区域,偏航式风力发电机是应该排除在外的机组类型。
5.2、机械离心变桨距风力发电机
在机械离心变桨距风力发电机中,风力发电机的叶片可以通过绕弦心线的回转轴旋转来改变叶片的迎风角度,迎风角度的变化会影响到风轮的风能利用系数,进而影响到风轮的轴功率输出,通过机械离心力被动的改变叶片桨距角的方法实现对风轮轴功率输出的控制即机械离心变桨距;通过机械离心变桨距的方法进行功率控制的风力发电机称之为机械离心变桨距风力发电机。
优势:
(1)低风速启动,额定风速以上持续稳定运行,发电量高出30%。
(2)结构简单,故障率极低,可靠性高;
(3)2年内免维护设计,后期维护工作量小,技术要求低,费用低;
(4)大风况下,变桨调控,转速受控,稳定高效输出,后机电气系统(如整流、充电模块)压力小,不容易损坏;
(5)尾舵精准感知风向,控制风轮迎风而上,有效捕获最多的风能,发电量高;
(6)输电滑环导电结构设计,不存在线缆缠绕问题,无需设置解缆结构;
(7)可手动或电动控制机组制动停机,采用负向变桨气动制动和机械涨蹄制动相结合的技术,先变桨减少风轮的能量吸收,待机组能量输入几乎为零时再进行主轴制动,即使在极端风况下也可从根源上减小机组紧急制动时对制动器和机组整个传动链的冲击;
小结:
结构简单,故障源少,恶劣风况和低温天气中能够稳定持续运行,对维护的要求也很低,已经小批量应用于南极科考站。综合各方面,机械离心变桨距风力发电机具有明显的技术优势,是大风地区和商业发电应用的首选机型。目前只有机械离心变桨距风力发电机才能胜任高安全性、强稳定性,少维护要求的应用工况。
六、应用场景及案例照片
1、海(湖)岛供电
2、企事业单位园区节能
3、边防哨所供电
4、通讯基站供电
5、商业投资发电(FIT)
6、油田节能改造
7、海洋、水上平台供电
8、南极科考站供电(极寒大风)
9、偏远村落供电