对风力发电技术的重大改进设想

    今天，可再生能源的重要性已经越来越为人们所认识。风力也是其中重要的一种。全球可开发利用的风力资源总蕴藏量是水力的三倍，而且具有投资少，见效快，维护简单和没有对环境的破坏等重要优点。我国也是风力资源丰富的国家，在内蒙、西北、沿海等很多地区都适合建设风力发电场。除了获得电能，还可以起到降低风速、减小风沙和改善环境等重要作用。据称，去年我国就大大增加了风电方面的投资。

    与太阳能相比，风力的单位面积能量密度要高得多，因而易于开发利用，这是它的一大优点。但目前风力发电技术的主要障碍在于单机装机容量太小。由于依然采取一机一塔的形式，为了增加风力利用面积和输出功率，不得不尽量加长叶片。这就带来了很多问题：

    1.首先是叶片成本大增。为了保证超长叶片本身的强度，不得不采用特殊的、昂贵的材料。这就使功率稍大一点的风力发电机价格直线上升，难以在一般应用场合普及。同时，这样高强度又轻薄的材料国内也不能生产，只能靠进口。

    2.即使采用了高强度材料，依然难以避免叶片在重力作用下产生弯曲，影响叶片寿命，并使磨损增加，发电效率降低。

    3.显然超长的叶片对于瞬间超强风的抵抗能力很差，容易出现折断（前几年沿海地区一些风力发电场就因台风的关系造成严重破坏）。

    4.即使采用了高强度超长叶片，单机容量依然有限。一个额定输出功率一千千瓦左右的风力发电机，其叶片长度已经超过30米。这就意味着必须建一个30米以上的铁塔才能实现发电，增加建设成本和难度。然而这种大型（相对火电只是小型）的风电设备其风能利用率（叶片扫过面积内的风能）依然不超过30%，不得不建许多个塔，将许多组风电设备联在一起才有实用价值。

    怎样才能增加单机容量，提高风能利用率，同时又降低成本呢？我的构想很简单，但我就很奇怪，为什么这样简单的构想就没人尝试过？甚至全世界范围内好象也没有？所有说，思维定势害死人。人的头脑一旦被某些条条框框束缚，就会永远绕不出去。就如一些数学“专业人士”把一个其实并不太高深的哥德巴赫猜想看成“月球”，总以为“骑自行车”一定上不去一样。

   

    请看图一：左边是平视图，右边是侧视图。一个主风轮和四角的四个侧风轮通过齿轮和链条紧密咬合。侧风轮将获得的风能输送回主轴，主轴接发电机，其他风轮不接。虽然主轴的转动速度不变（因为各风轮的风速相同），但驱动能力是原来单一风轮的五倍（如果主风轮叶片和侧风轮长度相同）。原则上这种形式还可以不断扩展，例如扩展成六个侧风轮，两个主风轮；或八个主风轮，三个主风轮。有需要的话，一个主轴上套的齿轮和链条也可以不止四组。这个设计具有如下立杆见影的巨大效益：

    1.由于主轴驱动能力极大提高，意味者后级可以实现高得多的变速，单机发电能力和输出功率也将极大飞跃。

    2.由于叶片可以缩短，因而可以造得较宽，加上密集的风轮阵，风能利用效率至少提高一倍，到50%以上。

    3.较短和较宽的叶片不需要采用超高强度和超轻薄的特殊材料，大大降低制造成本。

    4.同样一个千千瓦的发电机，不需要再建30米的高塔，因为此时的受风面积不再是圆型，而是易于利用的近似矩形，大大降低建设成本。

    5.短和宽的叶片允许风轮组倾斜放置，从而获得最佳的垂直受风角度，而长窄叶片由于重力弯曲的左右，此种放置完全不可行。如图一的左下角所示。

    6.维护成本、维修、更换成本极大降低，可靠性极大提高，使用寿命极大延长。

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    再此呼吁有关部门尽快研究此建议，我相信是完全可行，具有非常大的经济效益和社会效益的。

    声明：此设计之专利权放弃，但保留原创著作权。

    另请看过此文的网友尽量点击阅读以下两篇极为通俗易懂的文章，谢谢：

    1)完美解决哥德巴赫猜想
    https://bbs.pinggu.org/thread-411679-1-1.html

    2)简洁深刻地证明孪生素数猜想和杰波夫猜想
    https://bbs.pinggu.org/thread-410000-1-1.html