领导者,为Vortec Energy公司的技术咨询,Vortec能源有限公司获得了Grumman空间公司研究小组8年研究的所有记录、试验报告及专利。
2 材料技术
Grumman空间研究小组在开发扩散体增强技术中所遇到的一个问题是商业规模风力机材料必须具有强度高、寿命长、成本低的特点。曾对铝、玻璃纤维、钢和传统钢筋混凝土进行过评估和核算,但都不能满足风力机经济开发的要求。在所有评估的材料中,最可取的是钢筋混凝土,但使用传统的钢筋混凝土,扩散体尺寸使风力机额定出力只能达到70kW。由于机组规模太小无法对扩散体增强技术进行商业开发。
新西兰在使用钢筋混凝土建造水塔和远洋快艇之类设备方面有悠久历史。在此基础上,结构工程师Alexander和Associates在20年中开发了一种新型的产品-高强钢丝纤维加强的钢筋混凝土。这种新材料的抗弯强度是低碳钢的3倍,基本上不需要维修。这种新材料可以经济地建造较大的扩散体,从而使风力机有足够的出力和常规风力机相竞争。
原型机转子直径为7m,高度为17m,最高出力为1MW。将要建设的两台机组使用20m直径的转子,高52m,出力为3MW。
扩散体使用两层3m×1m×30mm的高强钢丝纤维加强的钢筋混凝土板复合而成。第一层板沿着复杂的框架弯成所需的双向曲面,并固定就位。第二层板放在顶部,弯曲成形,然后在基础板上灌浆锁定双向曲面。再将这些曲面板粘结到一起,并对其边缘进行硬化处理构成扩散体扇形段。完整的扩散体装配好之前,在奥克兰大学工程院对单块板和装配好的扩散体扇形段样品进行了应力测试。
3 设备平衡
除了扩散体增强技术和材料技术外,风力机全部是常规的。转子配备有定节距的4个叶片,该叶片内为焊接钢架构,表面材料为玻璃纤维。转子通过一David Brown升速变速箱驱动一常规的1 200min-1、400V的ABB公司生产的同步发电机,发电机变频运行。转子、变速箱和发电机(<图02>)由美国的新世界电力公司(New World Power)提供。
变频交流电先整流成直流电,然后逆变为50Hz的交流电,经升压变压器送入当地电力公司的11kV电网。整流器/换流器设备由奥克兰公司Santon技术有限公司设计和制造,该公司对电池充电器和变速驱动器的制造有多年经验。