在這個風和日麗的午後,趙陽正伏案在設計圖紙上奮筆疾書。
桌上堆滿了各種參考資料:風力發電原理、機械設計手冊、電機拖動自動控制……他猶如醍醐灌頂,靈感泉湧,對著圖紙,將心中構想的風力發電機,一點點勾勒而出。
"風輪機是風力發電的心臟!"趙陽在圖紙一角寫下註解,"葉片設計至關重要,直接影響風能利用效率。"
他用鉛筆虛擬出三葉片的流線型,標註上詳細尺寸:葉片長56米,翼型弦長35米,扭角15度……
這可不是隨意為之。風輪機葉片,猶如飛機機翼,要在氣動外型上做文章。
"氣動效率,就是風輪機的靈魂指標!"趙陽對自己說,"我得找出最佳的翼型引數,實現風能轉換效率最大化。"
很快,一款新型風機葉片躍然紙上:翼型採用ffa-w3-241,設計攻角8度,翼型相對厚度38,尾緣後掠角5度……種種引數,都是多次模擬迭代的結果。
"有了!"趙陽興奮地一拍桌子。根據理論計算,這款新型葉片的最大升阻比可達120,風能利用係數048,年發電量可提升15以上!
可是,一流的氣動外型還不夠,葉片結構強度同樣重要。畢竟,風輪機高達百米,所承受的氣動載荷和自重,都是非同小可。
"玻璃鋼和碳纖維,是製造葉片的最佳材料。"趙陽在圖紙空白處列出配比,"玻纖含量65,碳纖維35,手糊成型,真空匯入,高溫固化……只有採用先進的材料和工藝,才能保證葉片的高強度、高剛度。"
說著,他在圖上標註了壁厚分佈、纖維鋪設角度等關鍵引數。"嗯,這樣可以實現強度和重量的最優平衡,抗疲勞、抗腐蝕性也大大提高。"
葉片設計完成,接下來就要考慮發電機了。風力發電,說到底就是把風能轉化為電能,而完成這一使命的,正是發電機。
"永磁直驅是風電的未來!"趙陽胸有成竹地說。他毫不猶豫地劃去了"雙饋"、"變速恆頻"等傳統方案,在圖紙另一角,開始了新型發電機的設計。
"永磁同步電機克服了傳統電勵磁的缺陷,無需勵磁繞組和碳刷,結構簡單可靠。"
他一邊解說,一邊快速勾畫,"定子採用分數槽集中繞組,極數多達120,轉速低,功率密度高。
"轉子嵌入釹鐵硼永磁體,高效能， 磁能積可達48goe。再用陣列排布,氣隙磁場可提高30以上!"