能提供低成本风电的新型风力机
能提供低成本风电的新型风力机
【摘要】第一代商用扩散体增强型风力机(DAWT)在新西兰刚开始两年试运行，如果开发者的
预期结果得以实现，这种新设计的风力机可促使风电成本大幅度降低。
在距新西兰奥克兰南约 100km 的Waikaretu 的一座小山顶上，一台革命性的新型风力机正在进
行为期两年的试运行。这座风力机的外观与常规风力机相比完全不同，其高度为 17m，很象一
巨物蹲在山顶上，而常规风力机则为一细长体，高高地矗立在山顶上。
这是投入运行的第一代商用扩散体增强型风力机(DAWT: diffuser augmented wind turbine)，如
果开发者的预期结果得以实现，将导致风力发电成本大幅度降低。在试验新的风力机技术的同
时，也可以试验扩散体环罩的新材料、高强钢丝纤维加强的钢筋混凝土。此种风力机在当地被
称为"混凝土风力机"。在商业上，它被称为 Vortec7 型风力机，因为它有一个 7m 直径的转子。
风力机由近 100 家小型投资商组建的私人公司-Vortec 能源有限公司负责设计和建设，该公司
筹集了 350 万美元开发原型机。Vortec 能源有限公司目前正在进一步筹集约 700 万美元，拟建
设两台转子直径为 20m 的机组。其中一台新机组将在高风速地区试验，很可能在新西兰的惠灵
顿附近，另一台在平均风速区。南澳大利亚州政府已对设计表示了很大的兴趣并将在 Adelaide
附近加速安装平均风速机组，因为州政府认为风力是一种少有的可再生能源，需要从技术上突
破来带动州内占优势的较低平均风速资源的开发。
两台新型的转子直径 20m 的机组成功地运行后，Vortec 能源有限公司将考虑在 Nasdaq 股票
交易所上市的可能性。Vortec7 机组的性能数据表明，转子直径 20m 的设计能够以低于 0.031 美
元/kWh 的价格上网，它将使风力发电可与新西兰现有的电厂相竞争，与其它新的发电方式相
比，更具竞争力。如果 Vortec 型风力机能以这种价格水平发电，在风电开发中它将迅速成为一
股强大的新生力量。
Vortec 能源有限公司的后盾是企业家Robin Johannink，他成功地经营着一系列业务，也是
Pacific Lithium 公司（一家从海水中提取锂的公司）的后盾。Johannink 先生讲 Vortec 技术是一
项国际产品，但该技术在新西兰股票市场上所获得的认可和重视还不太高，难以在此上市。因
此Vortec 能源有限公司正在考虑在纽约的 Nasdaq 交易所上市，很可能在 1999 年实现。
1 扩散体技术
美国的航天巨头Grumman 空间公司（现在的 Northrop Grumman 公司）花费了8年时间开发
扩散体技术并拥有扩散体增强型风力机技术的专利。它进行了扩散体流体动力学的详细分析，
并使用一 5m 的模型在风洞中证实了分析结果。扩散体位于风力机转子的下游，其作用就象一
个机翼，在转子后部产生低压部位。这种"抽吸效应"有效地使转子周围的风速成倍增加。常规
的风力机只能有效地利用转子周围风速的 60%左右。<图01>示出了扩散体的流态。
扩散体经济性的关键在于以最低成本获得最大的尺寸。风洞研究表明在 45 度扩散体结构
中，内壁附面流可由两级风槽射流所维持。在该原型中，扩散体的总尺寸进一步减少，通过采
用总长与出口直径比为 30%的弧形结构，环罩硬度增强。使已选择的设计以最低的材料用量获
得了最大的扩散体尺寸。
Vortec 能源有限公司获得了 Northrop Grumman 公司颁发的拥有扩散体技术、为期 20 年的全
球专利权及此后 20 年专利更新权的许可证。Northrop Grumman 公司保留了它们自己内部使用
摘要：
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能提供低成本风电的新型风力机【摘要】第一代商用扩散体增强型风力机(DAWT)在新西兰刚开始两年试运行，如果开发者的预期结果得以实现，这种新设计的风力机可促使风电成本大幅度降低。在距新西兰奥克兰南约100km的Waikaretu的一座小山顶上，一台革命性的新型风力机正在进行为期两年的试运行。这座风力机的外观与常规风力机相比完全不同，其高度为17m，很象一巨物蹲在山顶上，而常规风力机则为一细长体，高高地矗立在山顶上。这是投入运行的第一代商用扩散体增强型风力机(DAWT:diffuseraugmentedwindturbine)，如果开发者的预期结果得以实现，将导致风力发电成本大幅度降低。在试验新的...
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作者：闻远设计
分类：其它行业资料
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