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提要：1、技術(shù)背景；2、工作原理；3、裝置構(gòu)造；4、應(yīng)用領(lǐng)域；
5、商業(yè)模式；6、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益；7、團(tuán)隊(duì)介紹。
一、技術(shù)背景
替代能源的需求：我們暫不考慮石油、煤炭、天然氣作為能源被消耗后對(duì)地球造成什么影響，單就使用成本而言，把石油、煤炭、天然氣作為能源使用已不再便宜。因?yàn)槿祟悓?duì)自然資源的開發(fā)總是先易后難，石油、煤炭、天然氣的開采成本將越來越高，市場(chǎng)價(jià)格也會(huì)水漲船高，尋找更便宜的能源不僅是政府戰(zhàn)略，更是市場(chǎng)行為。
在已知的替代能源中，風(fēng)電最為理想。風(fēng)能資源豐富，分布廣泛；風(fēng)力發(fā)電，環(huán)境友好，是最容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模利用的可再生清潔能源。但因風(fēng)能的不穩(wěn)定性，品位低，風(fēng)力機(jī)發(fā)出的電力波動(dòng)大，風(fēng)大時(shí)多發(fā)電，風(fēng)小時(shí)少發(fā)電，無風(fēng)時(shí)不發(fā)電，這樣的電源很難滿足用戶的要求。再加上目前電網(wǎng)的調(diào)峰能力有限，風(fēng)電并網(wǎng)困難，并網(wǎng)的風(fēng)電機(jī)也常常因電網(wǎng)不能接納而棄風(fēng)。 解決之道就是風(fēng)電存儲(chǔ)。目前風(fēng)車式風(fēng)力發(fā)電機(jī)沒有儲(chǔ)能功能，風(fēng)電存儲(chǔ)需要借助其它設(shè)施，如抽水電站、大型蓄電池等，但抽水電站對(duì)地理環(huán)境要求嚴(yán)格，適合建設(shè)抽水電站的地點(diǎn)很少，且建設(shè)成本巨大，甚至超過風(fēng)能發(fā)電站本身；而大型蓄電池的建設(shè)、維護(hù)費(fèi)用同樣巨大且儲(chǔ)能效率低。因此，研發(fā)大容量、低成本、高適應(yīng)性的風(fēng)電存儲(chǔ)技術(shù)是發(fā)展風(fēng)電的當(dāng)務(wù)之急。
節(jié)能減排的需要：石油、煤炭、天然氣、生物質(zhì)等含碳能源仍然是當(dāng)今世界主要的能源，雖然我們還不能斷言CO2就是導(dǎo)致全球氣候變化的罪魁禍?zhǔn)祝@些含碳物質(zhì)燃燒后產(chǎn)生的廢氣、灰塵對(duì)環(huán)境、生態(tài)的破壞是確定的，市民對(duì)汽車尾氣的痛恨而又無奈，居民對(duì)垃圾焚燒電廠的抗議阻撓，這都表明我們不能用燃燒的方式來獲取能源。誠(chéng)然，社會(huì)的存在和發(fā)展需要能源的支持，今天的我們不能沒有電，也不能沒有汽車、飛機(jī)，我們只能尋找清潔的能源，清潔的發(fā)電方式，清潔的電動(dòng)交通工具，清潔的生產(chǎn)和生活方式。人類經(jīng)過幾十萬年的進(jìn)化，已從火的時(shí)代發(fā)展到電的時(shí)代，我們可以保留對(duì)火的崇拜，但不應(yīng)延續(xù)用火的生產(chǎn)和生活方式。節(jié)能減排同樣需要清潔的發(fā)電、用電技術(shù)。
二、工作原理
說到發(fā)電，大家很容易就聯(lián)想到磁鐵、硅鋼片、銅導(dǎo)線，好像離開了這些材料，發(fā)電機(jī)就造不出來。其實(shí)，不需要這些材料，也能生產(chǎn)出強(qiáng)大的電力。在自然界中，這種現(xiàn)象普遍存在，比如閃電，大氣的某種運(yùn)動(dòng)就能產(chǎn)生電荷，并儲(chǔ)存起來，等聚集到一定程度就以閃電的方式釋放出來。這種電能的產(chǎn)生、儲(chǔ)存、釋放是周而復(fù)始的，億萬年來，生生不息。
人們擔(dān)心石油用完了怎么辦，煤炭用完了怎么辦，其實(shí)這種擔(dān)心是多余的，能源在這個(gè)宇宙里有的是，在地球上也是無窮無盡的。可再生清潔能源的開發(fā)利用應(yīng)該效法自然。
儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)就是這樣一種效法自然的發(fā)電、儲(chǔ)電裝置。
在自然界中，龍卷風(fēng)雖然不常見，但人們對(duì)它的印象特別深刻，原因是龍卷風(fēng)太可怕了，遇上它如同遇上了魔鬼。為什么龍卷風(fēng)具有如此強(qiáng)大的破壞力？它的能量從何而來？分析龍卷風(fēng)的形成機(jī)制對(duì)風(fēng)能開發(fā)很有幫助。不過，儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研發(fā)靈感并不來自龍卷風(fēng)，而是水力發(fā)電，龍卷風(fēng)的形成機(jī)制只是佐證了儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的技術(shù)可行性。
風(fēng)力發(fā)電與水力發(fā)電存在相似之處，它們都是利用流體的動(dòng)能發(fā)電。水力發(fā)電總是先建大壩，抬高水位，蓄水成庫(kù)，這實(shí)際上是一個(gè)聚能、儲(chǔ)能的過程，然后才通過水輪機(jī)發(fā)電，鮮有將水輪機(jī)直接放在河流中發(fā)電。相比之下，風(fēng)力發(fā)電的模式就有些讓人費(fèi)解，因?yàn)轱L(fēng)車是直接放在空中發(fā)電的，沒有了聚能、儲(chǔ)能的過程，從而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電效率低，品質(zhì)差，并網(wǎng)難。如果風(fēng)力發(fā)電也有聚能、儲(chǔ)能的過程，風(fēng)電的那些缺陷就不復(fù)存在。根據(jù)這樣的思路，我們研發(fā)出一種儲(chǔ)能型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
我們知道，高速旋轉(zhuǎn)的飛輪是可以存儲(chǔ)能量的，但受材料強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)尺寸的限制，飛輪儲(chǔ)能容量有限，并且隨著存儲(chǔ)時(shí)間的延長(zhǎng)，能量損失加大，所以飛輪不適合大容量、長(zhǎng)時(shí)間的能量存儲(chǔ)。而這些缺陷是源于飛輪的剛體屬性，如果飛輪是柔體－－氣旋，那么飛輪儲(chǔ)能就會(huì)出現(xiàn)新機(jī)。儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)就是將柔體飛輪－－氣旋與風(fēng)力發(fā)電機(jī)完美融合，而產(chǎn)生的具有聚能、儲(chǔ)能、發(fā)電功能的風(fēng)力機(jī)。
那么，柔體飛輪－－氣旋是怎樣儲(chǔ)能的呢？
飛輪是以旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能形式來儲(chǔ)能的，由于慣性，有旋轉(zhuǎn)就有離心，且轉(zhuǎn)速越高，離心力越大，所以剛體飛輪對(duì)構(gòu)成材料的強(qiáng)度要求苛刻，而剛體材料的強(qiáng)度是有極限的，這就限制了剛體飛輪儲(chǔ)能容量的提高。而柔體飛輪－－氣旋則不存在強(qiáng)度問題，因?yàn)闅庑耸軕T性離心力的作用外，還受氣壓梯度力的作用，而氣壓梯度力是向心的。那么向心的氣壓梯度力是怎么產(chǎn)生的呢？原來，氣旋的離心力導(dǎo)致氣旋核心區(qū)域的氣體密度減小，氣壓降低，趨向真空。這樣一來，氣旋的外部氣壓高于內(nèi)部氣壓，從而產(chǎn)生向心的氣壓梯度力，氣旋的轉(zhuǎn)速越高，離心力越大，氣旋核心的真空度越高，向心的氣壓梯度力越大，從而保證氣旋不會(huì)解體。又由于氣旋產(chǎn)生真空，形成氣壓梯度，即勢(shì)能，風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，起到儲(chǔ)能作用。所以，儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的儲(chǔ)能表現(xiàn)為風(fēng)能以旋轉(zhuǎn)動(dòng)能和真空勢(shì)能的形式儲(chǔ)存起來。當(dāng)然，儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)僅依靠旋轉(zhuǎn)動(dòng)能和真空勢(shì)能還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還得與電磁儲(chǔ)能相結(jié)合，協(xié)同達(dá)到儲(chǔ)能的目的。
另外，氣旋還有一個(gè)重要特性，是剛體飛輪所不具有的，那就是加速特性。氣旋是一個(gè)有心力體系，外力矩等于零。根據(jù)角動(dòng)量守恒原理，一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的物體，它的旋轉(zhuǎn)速度如果不受外力矩作用，即外力矩等于零，那么它的角動(dòng)量就不會(huì)因物體的形狀的變化而變化，即角動(dòng)量守恒。根據(jù)角動(dòng)量守恒計(jì)算公式，氣旋的旋轉(zhuǎn)半徑減小，氣旋的轉(zhuǎn)速增大。因此，氣旋外部的氣體進(jìn)入氣旋內(nèi)部，半徑減小，速度會(huì)增大，從而加強(qiáng)了儲(chǔ)能效果。
儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)集聚能、儲(chǔ)能、發(fā)電于一體，同一臺(tái)機(jī)器，既是發(fā)電機(jī)，又是儲(chǔ)能器。它將自然風(fēng)轉(zhuǎn)換為高速旋轉(zhuǎn)的氣旋，自然界的風(fēng)驅(qū)動(dòng)的是風(fēng)電機(jī)的氣旋，氣旋以旋轉(zhuǎn)動(dòng)能、真空勢(shì)能、電磁能的形式將風(fēng)能存儲(chǔ)起來，再由氣旋驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電是高壓直流電。這就是儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理。
下面我們來分析龍卷風(fēng)的形成機(jī)制，以佐證儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的技術(shù)可行性。
龍卷風(fēng)是空氣在流體力學(xué)、電磁學(xué)原理作用下形成的能量聚集體，龍卷風(fēng)是帶負(fù)電荷的近似管狀的空氣渦旋。
第一步積雨云帶電。云帶電的機(jī)制比較復(fù)雜。這里不作討論。
第二步正負(fù)電荷分離。一般認(rèn)為，正負(fù)電荷在重力的作用下發(fā)生分離，正電荷在積雨云的上部，負(fù)電荷在積雨云的下部。
第三步產(chǎn)生渦旋磁場(chǎng)。正負(fù)電荷的分離導(dǎo)致積雨云內(nèi)部的靜電場(chǎng)發(fā)生變化（增強(qiáng)），從而感應(yīng)出渦旋磁場(chǎng)（增強(qiáng)的環(huán)形磁場(chǎng)）。
第四步產(chǎn)生感應(yīng)電流。變化的渦旋磁場(chǎng)使帶電的積雨云內(nèi)部某一區(qū)域發(fā)生旋轉(zhuǎn)（類似感應(yīng)電動(dòng)機(jī)），并使電荷沿渦旋磁場(chǎng)垂直方向移動(dòng)（形成電流），電流方向是向上的，即正電荷向積雨云上部移動(dòng)，負(fù)電荷向積雨云下部移動(dòng)，與重力分離電荷的方向一致。這是一個(gè)正反饋過程，其結(jié)果是在積雨云內(nèi)部形成一個(gè)圓柱狀的帶電氣旋。
第五步產(chǎn)生磁場(chǎng)。圓柱狀的帶電氣旋相當(dāng)于一個(gè)通電螺線管，在旋轉(zhuǎn)軸區(qū)域產(chǎn)生磁場(chǎng)。由于圓柱氣旋的上部帶正電，下部帶負(fù)電，上下部所產(chǎn)生的磁場(chǎng)正好排斥，導(dǎo)致圓柱氣旋在積雨云里不斷生長(zhǎng)（伸長(zhǎng)）。又由于流體力學(xué)原理，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心，圓柱氣旋逐漸向圓筒氣旋演變，旋轉(zhuǎn)軸區(qū)域形成低壓區(qū)。而電磁學(xué)原理使圓筒氣旋的上下端口形成磁塞（磁鏡效應(yīng)），使軸區(qū)的低壓得以維持。在大氣壓和磁收縮的共同作用下，圓筒氣旋的直徑減小，向管狀氣旋演變。氣旋的動(dòng)能有一部分以磁能的形式儲(chǔ)存起來。
第六步形成漏斗狀氣旋。管狀氣旋不斷沿軸向生長(zhǎng)，向上生長(zhǎng)因重力和正電荷的排斥而受到限制，向下生長(zhǎng)雖受負(fù)電荷的排斥，但重力可部分抵消，管狀氣旋最終向下伸出積雨云，形成漏斗狀氣旋。
第七步形成龍卷風(fēng)。管狀氣旋一旦向下伸出積雨云，管狀氣旋會(huì)快速下探，因?yàn)橐环矫娣e雨云上部的正電荷與管狀氣旋的上端口的正電荷產(chǎn)生排斥，積雨云下部的負(fù)電荷對(duì)上端口的正電荷的吸引；另一方面重力作用。當(dāng)管狀氣旋的上端口接近積雨云的下部時(shí)，正負(fù)電荷發(fā)生放電，渦旋電流減小，但根據(jù)電磁學(xué)原理，氣旋儲(chǔ)存的磁能釋放使渦旋電流得到補(bǔ)償，氣旋轉(zhuǎn)速不受影響。至此龍卷風(fēng)形成。通常所指的龍卷風(fēng)就是管狀氣旋的下部帶負(fù)電荷的氣旋。
第八步龍卷風(fēng)的死亡。由于空氣是電介質(zhì)，龍卷風(fēng)攜帶的負(fù)電荷不易傳導(dǎo)流失，在端口周圍的空氣被氣旋端口的負(fù)電荷電場(chǎng)極化而形成準(zhǔn)等離子體，磁鏡效應(yīng)使這些離子化的空氣難以進(jìn)入龍卷風(fēng)內(nèi)部，使龍卷風(fēng)軸心區(qū)域維持低壓或真空。真空的存在使氣旋在流體力學(xué)上得以維持旋轉(zhuǎn)。但當(dāng)龍卷風(fēng)的下端口觸及水面或地面，這種維持就遭到破壞。
當(dāng)龍卷風(fēng)的下端口觸及水面時(shí)，因?yàn)樗菍?dǎo)體，下端口的負(fù)電荷被傳導(dǎo)離去，相應(yīng)的磁塞作用也就消失，水被吸入龍卷風(fēng)，這就是龍吸水。當(dāng)龍卷風(fēng)的下端口觸及地面，因?yàn)榇蟮匾彩菍?dǎo)體，下端口的負(fù)電荷也被傳導(dǎo)離去，磁塞作用消失，地面上的物體包括空氣被吸入龍卷風(fēng)，造成破壞。
但是龍卷風(fēng)一旦吸入空氣、水等物體后，內(nèi)部的低壓不再維持，當(dāng)內(nèi)外氣壓平衡時(shí)，龍卷風(fēng)也就解體了。
從上面的分析中可以看出，龍卷風(fēng)最基本的特征是存在低壓或真空區(qū)，在自然狀態(tài)下龍卷風(fēng)要維持一個(gè)低壓或真空區(qū)，龍卷風(fēng)至少具備三個(gè)條件：空氣渦旋、氣旋帶電、形成磁塞。地面上常見的旋風(fēng)為什么沒有進(jìn)一步發(fā)展為龍卷風(fēng)，原因是旋風(fēng)不帶電，無法維持旋風(fēng)軸心的低壓或真空區(qū)；海面上的臺(tái)風(fēng)是強(qiáng)烈的空氣渦旋，氣旋雖然也帶有電荷，但臺(tái)風(fēng)沒有形成有效的磁場(chǎng)，不存在磁塞，臺(tái)風(fēng)內(nèi)部不存在低壓或真空區(qū)，所以臺(tái)風(fēng)相比較龍卷風(fēng)，破壞力要小。
儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)不是人造龍卷風(fēng)發(fā)電，只是應(yīng)用了相同的物理原理。
三、裝置構(gòu)造
儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要由三部分組成：聚能組件、儲(chǔ)能組件、發(fā)電組件。聚能組件由若干導(dǎo)風(fēng)板和上下蓋板組成的圓筒體，上（下）蓋板留有排風(fēng)口，自然風(fēng)經(jīng)導(dǎo)風(fēng)板以切線方向吹入，其作用是將自然風(fēng)轉(zhuǎn)換為氣旋；儲(chǔ)能組件由中軸和氣旋組成，中軸上均勻安裝若干葉片，氣旋推動(dòng)葉片帶動(dòng)中軸同步旋轉(zhuǎn)，風(fēng)能以旋轉(zhuǎn)動(dòng)能、真空勢(shì)能、電磁能的形式存儲(chǔ)起來；發(fā)電組件就是與中軸同軸運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)。
當(dāng)然，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，其結(jié)構(gòu)會(huì)有所變化。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
1、風(fēng)能發(fā)電；2、電網(wǎng)儲(chǔ)能；3、電動(dòng)交通；4、海水淡化
五、商業(yè)模式
儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的商業(yè)模式是與應(yīng)用領(lǐng)域相聯(lián)系的，不同的應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)應(yīng)著不同的商業(yè)模式。下面介紹的商業(yè)模式可供投資商參考。
1、陸上風(fēng)電－－風(fēng)電住房：利用儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)能與建筑物融為一體，且對(duì)風(fēng)場(chǎng)要求不高的特性，設(shè)計(jì)的一種商業(yè)模式。
風(fēng)電住房是一種能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化風(fēng)能發(fā)電的住房。在屋頂上安裝個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，是不能稱其為風(fēng)電住房的，因?yàn)轱L(fēng)電機(jī)的功率太小，發(fā)出的電沒有商業(yè)價(jià)值。所以風(fēng)電住房是一個(gè)風(fēng)力發(fā)電廠，同時(shí)也是一個(gè)儲(chǔ)能站。另外，為了增加風(fēng)電住房的可操作性，風(fēng)電住房應(yīng)是公益性的，零房?jī)r(jià)，開發(fā)商的利潤(rùn)來自風(fēng)電收益。
關(guān)于風(fēng)電住房的具體操作，請(qǐng)參看“風(fēng)電住房－－城市化的最佳模式”一文，這里不再重述。
2、海上風(fēng)電－－海水淡化：利用儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)在工作中形成的低壓，讓海水減壓蒸發(fā)，獲得淡水，而風(fēng)力發(fā)電不受影響。
我國(guó)很多沿海城市特別是北方城市嚴(yán)重缺水，為此國(guó)家不得不跨流域大規(guī)模調(diào)水，像北京、天津、青島、大連這些沿海城市完全可通過海水淡化來解決淡水資源缺乏的問題。這些缺水的沿海城市為什么舍近求遠(yuǎn)，關(guān)鍵就是海水淡化的成本過高。
近來有人提出引渤海水入內(nèi)蒙、甘肅、新疆，以解決水資源的匱乏對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的制約和生態(tài)恢復(fù)。其實(shí)，只要將海水改為淡化水，調(diào)入大西北，這個(gè)方案沒有風(fēng)險(xiǎn)。不過，話又說回來，如果華北平原的生產(chǎn)和生活用水取自渤海、黃海的淡化水，那么陜西、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙、新疆就可以直接在黃河上游、海河上游取水，何必千里迢迢來海邊取水呢？
儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)與海水淡化相結(jié)合，可以解決海上風(fēng)電和海水淡化的高成本問題。這里需要指明的是海水淡化不影響風(fēng)力發(fā)電。具體操作可以本著誰投資誰受益的原則，電力公司、自來水廠可以在海邊建造這種風(fēng)電機(jī)，用電大戶、用水大戶也可以在海邊建造這種風(fēng)電機(jī)，生產(chǎn)出的電力和淡水可以自用，也可以按各方都能接受的價(jià)格賣給電網(wǎng)和水網(wǎng)。
儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的海水淡化工藝流程如下：在風(fēng)電塔的附近海域設(shè)置若干具有過濾功能的成排浮筒，浮筒上口插入虹吸管，虹吸管與風(fēng)電塔底部的蒸發(fā)室相通。由于儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生低壓，浮筒內(nèi)的海水被虹吸噴射入蒸發(fā)室，蒸發(fā)室內(nèi)的海水減壓蒸發(fā)，水蒸汽被風(fēng)電機(jī)抽吸到風(fēng)電塔的頂部，經(jīng)過冷凝變成淡水。另外，海風(fēng)中也含有水汽，進(jìn)入風(fēng)電塔后也會(huì)冷凝成淡水。由于風(fēng)電塔具有一定的高度，塔頂部形成的淡水會(huì)自流而下，不需要泵送。蒸發(fā)室內(nèi)的低溫濃縮海水可以直接排放到海面上，在海浪、潮汐、陽光的作用下被稀釋。上述海水淡化方法有以下優(yōu)點(diǎn)：1、整個(gè)過程使用的是風(fēng)力，不需要外部動(dòng)力；2、減壓蒸發(fā)淡化海水，吸收海水熱量，而海水熱量又來自太陽，不需人為加熱；3、巧用風(fēng)電塔，使淡化水自流輸送；4、風(fēng)力發(fā)電照常進(jìn)行。
我國(guó)華北平原的海拔不超過100米，只要風(fēng)電塔高于100米，淡化水就可以通過地下管道網(wǎng)，自流遍及整個(gè)華北平原。如果淡化水能夠保證華北平原的用水，那么南水北調(diào)的水、黃河上游的水、海河上游的水就可以送往大西北缺水地區(qū)。
當(dāng)然，如果海面結(jié)冰，上述淡化方法就不能用了。這時(shí)可采用海冰淡化獲得淡水。
3、動(dòng)力電池－－電動(dòng)交通：利用儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的儲(chǔ)能特性和在工作中產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)，開發(fā)新型的電動(dòng)交通工具。
儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以設(shè)計(jì)成動(dòng)力電池，安裝在電動(dòng)汽車上，各方面性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋰電池。不過需要指明的是，這種動(dòng)力電池存儲(chǔ)的是高壓直流電，而目前普遍使用的化學(xué)電池是低壓直流電，所以電動(dòng)系統(tǒng)需要重新設(shè)計(jì)。我個(gè)人的觀點(diǎn)是電動(dòng)汽車的發(fā)展前景不大，未來的交通工具應(yīng)該是電動(dòng)飛行器。因?yàn)殡妱?dòng)汽車解決不了交通擁堵問題。
利用儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)在工作中產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)，可以設(shè)計(jì)出一種電動(dòng)飛行器，其飛行原理與直升機(jī)相似，不過它無需螺旋槳。有趣的是，這種電動(dòng)飛行器的外形以飛碟形狀為最佳，也許飛碟也是利用這種原理飛行的。
如果將儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在遠(yuǎn)洋輪船上，就能實(shí)現(xiàn)輪船的風(fēng)電驅(qū)動(dòng)。也許有人會(huì)疑問，風(fēng)電機(jī)安裝在輪船上，增加了阻力，無法獲得有效的驅(qū)動(dòng)力。根據(jù)牛頓力學(xué)原理，這個(gè)疑問不無道理。風(fēng)車式的風(fēng)電機(jī)是阻擋型的，風(fēng)電機(jī)獲得的動(dòng)力不足以抵消風(fēng)的阻力，還有水的阻力，所以，風(fēng)車式的風(fēng)電機(jī)安裝在輪船上是無驅(qū)動(dòng)作用的。而儲(chǔ)能型風(fēng)電機(jī)是內(nèi)吸型的，風(fēng)是被吸入風(fēng)電機(jī)的，風(fēng)對(duì)風(fēng)電機(jī)所產(chǎn)生的阻力遠(yuǎn)小于驅(qū)動(dòng)力，儲(chǔ)能型風(fēng)電機(jī)能夠在輪船上形成有效的驅(qū)動(dòng)力。
4、電網(wǎng)儲(chǔ)能－－直流電網(wǎng)：如果將眾多的儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)串聯(lián)起來，就形成了具有儲(chǔ)能調(diào)峰功能的直流電網(wǎng)。儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有大容量、低成本、高適應(yīng)性的優(yōu)點(diǎn)，非常適合電網(wǎng)儲(chǔ)能。但是，儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)儲(chǔ)存的是高壓直流電，而目前的電網(wǎng)是交流電，這就需要交直流轉(zhuǎn)換。如果是直流電網(wǎng)，則可省略交直流轉(zhuǎn)換，不但節(jié)約了設(shè)備成本，還提高了電網(wǎng)運(yùn)行的效率和安全性。
而實(shí)際上，交流電現(xiàn)在已經(jīng)越來越不好用了。我們知道，電子產(chǎn)品用的都是直流電，這些產(chǎn)品連接到公共電網(wǎng)上，都要經(jīng)過整流器。在家用電器中，使用交流電的產(chǎn)品越來越少，照明的白熾燈被節(jié)能燈、LED燈取代，空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)采用了變頻調(diào)速電機(jī)，而變頻的第一步就是把交流電變成直流電。在工業(yè)電動(dòng)領(lǐng)域，直流調(diào)速比交流調(diào)速更容易，效率更高。
在電力輸送中，高壓直流電比高壓交流電，線路損耗更少、成本更低。三峽電廠送往上海的電力就采用了直流輸電。在未來的超導(dǎo)輸電技術(shù)中，也傾向于直流輸電。儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的是高壓直流電，與未來的電網(wǎng)技術(shù)相符合。
現(xiàn)在的公共電網(wǎng)之所以采用交流電，大概有兩個(gè)方面的原因。一是電源原因，由于發(fā)電機(jī)發(fā)出的是交流電，變壓器又能方便地實(shí)現(xiàn)電壓變換，白熾燈、異步電機(jī)這些不計(jì)較能效的廉價(jià)產(chǎn)品的大量使用，鞏固了交流電網(wǎng)的地位；二是歷史原因，交流電網(wǎng)一旦形成，更改的難度很大，原有的設(shè)備將被淘汰，根據(jù)交流電設(shè)計(jì)的電氣產(chǎn)品需要改造。但現(xiàn)在，這些阻力正在變小，節(jié)能減排實(shí)施力度的加大，智能電網(wǎng)的升級(jí)換代，太陽能光伏發(fā)電等直流電源的增多，電子化電氣產(chǎn)品的普及，直流電網(wǎng)取代交流電網(wǎng)的時(shí)機(jī)日趨成熟。
實(shí)際上，儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)也可以當(dāng)作水力發(fā)電機(jī)使用，在超大功率上，更有優(yōu)勢(shì)。大家知道，三峽電廠安裝的是70萬千瓦發(fā)電機(jī)，當(dāng)時(shí)我國(guó)不具有這方面的生產(chǎn)技術(shù)，只得采用以市場(chǎng)換技術(shù)，花費(fèi)巨資進(jìn)口。制造這種巨型發(fā)電機(jī)，工藝要求很高，材料用量很大，價(jià)格自然也就很貴。如果采用儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，成本會(huì)大幅降低，而性能更好。例如，發(fā)出的高壓直流電與直流輸電方案一致，省略了交直流變換站。又如，降溫對(duì)電機(jī)來說極其重要，像這種巨型發(fā)電機(jī)，一旦降溫出現(xiàn)問題，價(jià)值幾千萬的發(fā)電機(jī)就會(huì)很快燒毀而報(bào)廢。而儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)不存在降溫問題。
六、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益
1、目前的火電成本約是4000元人民幣/千瓦，水電約是5000～6000元/千瓦，風(fēng)電是8000元以上/千瓦，海上風(fēng)電2萬元以上/千瓦，核電是火電的2～3倍，太陽能光伏是火電的5～10倍，而儲(chǔ)能型風(fēng)電機(jī)的風(fēng)電成本是2000～3000元/千瓦。不但成本低，而且沒有火電的溫室氣體排放、水電的移民、大風(fēng)車的視覺和噪聲污染、核電的核廢料處理等諸多問題。
2、儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)與住房結(jié)合，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。一座風(fēng)電住房，其風(fēng)電裝機(jī)容量可達(dá)50萬千瓦，年發(fā)電10億度電以上，同時(shí)還能提供4萬套（
一座風(fēng)電住房的風(fēng)電裝機(jī)為50萬千瓦，1萬座風(fēng)電住房的風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘繛?/span>50億千瓦，年發(fā)電量在10萬億千瓦時(shí)以上。相比較，我國(guó)目前的電力裝機(jī)總?cè)萘考s9億千瓦，而美國(guó)約10億千瓦；2009年我國(guó)全社會(huì)用電量3.643萬億千瓦時(shí)。
3、儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)作為儲(chǔ)能器應(yīng)用于交通工具，將徹底改變交通現(xiàn)狀。不要以為電動(dòng)汽車是城市交通的救星，電動(dòng)汽車解決不了城市擁堵問題，電動(dòng)飛行器才是我們所需要的交通工具。儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的儲(chǔ)能機(jī)制能夠?qū)崿F(xiàn)人類的自由飛行。
將儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在輪船上，就實(shí)現(xiàn)了海上風(fēng)能發(fā)電，為輪船提供動(dòng)力，這比純粹的海上風(fēng)能發(fā)電要實(shí)用得多，節(jié)能減排的意義更大。
4、目前，海水淡化的成本在5～6元/噸，成本主要在于能耗和設(shè)備。儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)與海水淡化聯(lián)用，電力和淡水的雙重收益可以有效減輕成本的壓力。
5、儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的投資規(guī)?？纱罂尚?，但以制造大型風(fēng)電機(jī)為好。目前，上萬千瓦的風(fēng)電機(jī)不但市場(chǎng)上沒有，廠家也很難造出來，原因是風(fēng)輪葉片很難承受如此之大的功率；但對(duì)于儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)而言，大功率正是它的優(yōu)勢(shì)。如果投資規(guī)模在5000萬元以上，可以實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)5萬千瓦儲(chǔ)能型風(fēng)電機(jī)10臺(tái)，每臺(tái)利潤(rùn)1000萬元以上。
七、團(tuán)隊(duì)介紹
汪宏正，安徽巢湖人，68年出生，高中學(xué)歷。常年在外打工，在江浙一帶居多。從事電動(dòng)自行車行業(yè)十幾年。從學(xué)徒工到技術(shù)員，再到廠長(zhǎng)，靠的是對(duì)工作的熱情，事業(yè)的執(zhí)著。期間申請(qǐng)過兩個(gè)發(fā)明專利。“利用垃圾和污水制取氫的方法”（申請(qǐng)?zhí)柺?/span>02137993.9，公開號(hào)是CN1468799A）由于沒有及時(shí)繳納相關(guān)費(fèi)用，導(dǎo)致專利失效。“開關(guān)磁阻電機(jī)的磁極結(jié)構(gòu)”（申請(qǐng)?zhí)柺?/span>200610050232.3，公開號(hào)是CN1848621A）這是職務(wù)發(fā)明。“儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)”是今年5月20日由金華裕陽知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司代理申請(qǐng)的，申請(qǐng)?zhí)柺?/span>201020201327.2，審查通過的通知我已收到，年內(nèi)可拿到證書。
聯(lián)系郵箱：[email protected]
聯(lián)系電話：15957954866
聯(lián) 系 人：汪宏正（儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)明人）
