對於我國將來可形成四大清潔電力來源途徑的判斷是源自於四大清潔發電發明專利技術的形成優勢:其包括:①多壓點槳輪式水輪機、②蝸殼改造型多壓點槳輪式水輪機、③立軸巨能風力發電機組、④建築型聯合聚風風力發電機組。上述全新電力來源途徑的顯著特點是:產業規模大、電力價格低、電力來源足,電力品質穩定,能夠快速有效長期解決清潔電力與電力來源問題。
(1)通過“多壓點槳輪式水輪機”廣泛建設低壩型水電站形成第一大清潔電力來源新途徑
多壓點槳輪式水輪機屬全新水輪機機型種類發明專利技術,其結構是在機體中部設置槳輪轉輪並與分布在轉輪周邊的4-8個壓水結構體形成封閉滑動配合,通過壓水結構體的作用形成多股水流輪切向壓迫槳輪邊沿槳葉形成疊加旋轉推力,可通過調控閥門與開閉閥門的配合實現無階梯大範圍出力能力的精準調控,可從結構原理上消除現有水輪機存在的空蝕、磨蝕、振動、漏損、效率區、效率低等固有難題生成的根源,實現“計量式”過流出力,使出力效率數倍提高,建設與維護費用大幅降低,其功能全麵功效優異,適合各種規模、各種水頭水電站采用,因此通過新建應用及對存量水電站改造,將至少3-5倍地提高水力發電總體裝機容量與發電量。
由於當前廣泛采用的各種水輪機在低水頭條件下的發電效率極其低下,甚至難於旋轉應用,更加沒有寬泛準確的調控性能,導致最容易開發的、最不破壞生態環境的、不需要移民安置的、不占用或很少占用耕地的、既安全又經濟的梯級低水頭水電站的建設方式受到極大抑製,【即:在河流上建設一個低壩即可形成一個水電站,通過梯級連續建設若幹個低壩水電站的建設方式同比在相同流段上通過高位蓄水建設一個高壩大型水電站的設計建設方式比較效益突出,並且後者在許多情況下由於地理環境、移民安置、農田與道路淹沒等因素導致還難於建設,形成眾多水能的空白流失,而通過在河流上梯級連續建設的方式還可同時實現大量蓄水、擴大水麵、消減水土流失等綜合功效】,因為多壓點槳輪式水輪機擁有極高的水能轉換效率與綜合性能與性價比形成優勢,可以填補低水頭水電站建設方式對於水輪機性能需求的技術領域空白,因此多壓點槳輪式水輪機的出現與產業化實施預期可形成開發低水頭水電站的建設高潮,形成全新巨大的電力來源新途徑。
(2)通過“蝸殼改造型多壓點槳輪式水輪機”與“多壓點槳輪式水輪機”的配合,改造現有水電站形成第二大清潔電力來源新途徑
除應在新建水電工程中應用外,通過改造現有水電站同樣可多增數倍發電能力,2004年提出的在不改變現有水電站整體建築結構與設備安裝格局的情況下形成“蝸殼改造型多壓點槳輪式水輪機”的發明專利結構設計可實現通過對於現有水電站水輪機的方便結構改造導致水輪機在形成相同出力能力情況下單機過流能力數倍、十數倍地減少,使該水電站形成大量剩餘水能。
因此改造水輪機完成後的繼續工作是將剩餘的水量引出,在大壩的下遊河道上分布建設眾多個多壓點槳輪式水輪機,從而達成數倍、十數倍地提高該水電站整體裝機容量與發電能力的目的,從而形成又一全新巨大的電力來源新途徑。【①、②項技術均已頒發《中國發明專利證書》;相關介紹請見《中國水利水電工程網》——科技推廣——科技成果欄目圖示文章】
(3)通過“立軸巨能風力發電機組”的新建與改造達成第三大清潔電力來源新途徑
立軸巨能風電機組是一種全新類型的大、特大型風電設備整機機型發明專利技術,其在宏觀整體實現大型風電“最大程度乘風捕捉、最高程度出力轉化、最佳程度適應變化”的性能能力要求方麵形成了突出的綜合協調優勢,其是通過“風向定向盤係統”與“多發電機調控係統”的配合調控方式共同達成方便化、高效化、價值化的調控能力與手段。(【立軸巨能風電機組】發明專利創新機型的形成優勢進行深入了解介紹圖片請見百度搜索:立軸巨能風電機組);而通過將現已安裝的水平軸風機在保留原有塔架基礎的情況下進行機型改造變化,使其形成“立軸巨能風電機組”機型可導致風機出力能力提高5-15倍或者更多,從而再次形成全新巨大的電力來源新途徑(百度搜索:《“風機改造市場”存在巨大投資盈利機會》詳細介紹)。
(4)通過“建築型聯合聚風風力發電機組”形成第四大清潔電力來源新途徑
建築型聯合聚風風電機組分風聚風結構是采用鋼筋混凝土建築體,通常形成幾十層樓房的建設高度與體積,建築型分風式風力發電機組根據形態設計的不同其又可分為低速風力、高速風力、中速風力的建設設置形態。將兩個以上建築型分風式風力發電機組進行間隔並列聯合設置,且使相鄰機組的風輪槳葉旋轉弧麵接近設置後即形成建築型聯合聚風風力發電機組。
建築型聯合聚風風電機組是采用風力正麵切向推動槳輪風輪槳葉旋轉的出力形成方式,也稱“順風式”推動,順風式推動出力方式比通過槳輪風輪葉片攻擊角度分解轉換的出力方式來的更加直接、更加高效。
巨大風力“順風式”推動地麵火車車廂甚至可以使其掀翻,因此該機組通過“順風式”推動擁有比火車車廂或許數倍大的乘風幅麵的風輪槳葉,況且槳葉是在高空設置推動、又是形成聚風加強後的風力推動、又是在風輪端部最大力矩處推動,從而形成的實際出力能力效果是空前巨大的,出力能力的進一步拓展設計是簡單方便的,因此在較強風力地區建設一個一般規模的“建築型分風式風力發電機組”單機功率即可輕易到達100兆瓦以上的出力能力設計水平,可見通常一個大型“建築型分風式風力發電機組”的單機有效乘風出力能力數值就與投資數億建設的一個現有機組風電場的形成能力相當,而連續建設的建築型聯合聚風風力發電機組或許形成最大的電力來源新途徑。
【百度搜索:建築型聯合風風電機組;文章圖示請見
http://blog.sina.com.cn/ny8899;相關介紹文章圖示請見2011年4月2期《風電通訊》】。
上述的風力發電和水力發電可以相互形成季節、時刻餘缺的互補。
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