微風(fēng)也能發(fā)電！輕質(zhì)轉(zhuǎn)子新風(fēng)機(jī)

【THE DIARY24網(wǎng) 12月21日?qǐng)?bào)道】

與光、水一樣，風(fēng)也可以通過渦輪機(jī)轉(zhuǎn)化為電力。傳統(tǒng)渦輪機(jī)體積龐大，主要依靠強(qiáng)風(fēng)發(fā)電。但最新研究成果帶來了一項(xiàng)創(chuàng)新突破，一款工作原理與傳統(tǒng)渦輪機(jī)截然不同的裝置應(yīng)運(yùn)而生。讓我們一同深入探究這項(xiàng)研究成果。

輕質(zhì)轉(zhuǎn)子的研發(fā)

德國弗勞恩霍夫應(yīng)用聚合物研究所的科研人員與BBF集團(tuán)攜手合作，近期研發(fā)出了一款超高效小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。這款設(shè)備的輕質(zhì)轉(zhuǎn)子即便在風(fēng)速未達(dá)預(yù)期的情況下，依舊可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。它與傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的核心區(qū)別在哪里呢？這款轉(zhuǎn)子采用中空設(shè)計(jì)，而非傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)葉片常用的泡沫填充結(jié)構(gòu)。這一創(chuàng)新為實(shí)現(xiàn)高效家庭綠色發(fā)電邁出了關(guān)鍵一步。

設(shè)備背后的科學(xué)原理

該設(shè)備首先通過3D打印技術(shù)制造出轉(zhuǎn)子模具，第二步則是打造層壓結(jié)構(gòu)。層壓結(jié)構(gòu)的具體制作方法是，借助自動(dòng)纖維鋪放系統(tǒng)鋪設(shè)復(fù)合纖維帶。待轉(zhuǎn)子兩側(cè)熔合為一體后，其整體結(jié)構(gòu)足以抵御強(qiáng)風(fēng)侵襲。復(fù)合材料的分層結(jié)構(gòu)經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，確保葉片能夠承受暴風(fēng)雨的肆虐。

除了抗風(fēng)能力外，這款設(shè)備的真正過人之處在于它能在微風(fēng)環(huán)境下工作。得益于更輕盈的機(jī)身與更符合空氣動(dòng)力學(xué)的設(shè)計(jì)，這款轉(zhuǎn)子在風(fēng)速低至每秒2.7米時(shí)便可啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)。這一數(shù)值遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子每秒4米的啟動(dòng)風(fēng)速基準(zhǔn)，使其在弱風(fēng)地區(qū)同樣適用。

性能全面超越傳統(tǒng)渦輪機(jī)

測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，這款設(shè)備在每秒10米的風(fēng)速下，轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘約450轉(zhuǎn)，發(fā)電量最高能達(dá)到2500瓦。與目前市面上的傳統(tǒng)渦輪機(jī)相比，其發(fā)電功率提升了83%。同時(shí)，這款設(shè)備的發(fā)電效率高達(dá)53%，十分接近貝茨定律設(shè)定的59.3%極限值。該設(shè)備的實(shí)用性極強(qiáng)，小巧的體積使其可以安裝在家庭院落中；在緊急情況下，它也能充當(dāng)應(yīng)急供電設(shè)備，就像挪威創(chuàng)新的“海洋之母”渦輪機(jī)設(shè)計(jì)一樣。

降低能源成本的利器

輕質(zhì)轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電機(jī)能有效降低發(fā)電成本。首先，制造這款轉(zhuǎn)子所使用的材料價(jià)格低廉，且獲取渠道比傳統(tǒng)渦輪機(jī)材料更為便捷。其次，轉(zhuǎn)子重量更輕，運(yùn)輸難度大幅降低，將材料運(yùn)送至組裝場(chǎng)地不再是難題，這一點(diǎn)是笨重的傳統(tǒng)渦輪機(jī)無法比擬的。

這款設(shè)備性能出色，足以滿足家庭的大量用電需求。對(duì)于尋求經(jīng)濟(jì)型發(fā)電方式的家庭而言，它無疑是理想之選。其層壓結(jié)構(gòu)不僅能讓葉片抵御強(qiáng)風(fēng)，還能自主調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，因此無需配備復(fù)雜的調(diào)控技術(shù)，設(shè)備的維護(hù)成本也隨之降低。

如今，這款小型渦輪機(jī)已備受關(guān)注，即將成為能源發(fā)電領(lǐng)域的重要一員。僅依靠微弱風(fēng)力就能實(shí)現(xiàn)可觀發(fā)電量的優(yōu)勢(shì)，讓它遠(yuǎn)超傳統(tǒng)渦輪機(jī)。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，這款設(shè)備的性能還將持續(xù)優(yōu)化。

編譯：朱芳菲（新能源部）

審校：徐肖飛（新能源部）

編輯：朱芳菲（新能源部）