图为风电技术新发明模拟图。 林榕生 制图 摄
图为国家知识产权局颁发的专利证书。 林榕生 摄
宁德2月26日电 (叶茂)记者26日从专利权人秦明慧处获悉，其专利技术——“可控输出功率的垂直轴型风能机”日前获得国家知识产权局发明专利，现已进入国际专利申请阶段，并筹备建设示范工程。
该项专利的发明者、年逾50岁的秦明慧系教授级高工，就职于国家海洋局温州海洋环境监测中心站，20多年来一直从事海洋气象领域的应用与研究工作，熟悉气象、海洋及物理学领域的理论与应用。自研究风电技术新发明以来，10多年来，他在风能数据、模型、理论与实际支撑、试验参数等方面做了大量的研究和测算，为该技术的可行性提供了一系列的可靠数据。
该项发明专利是秦明慧在2012年10月其研究成果“浮动无轴环型垂直叶片风能机”获得国家知识产权局实用型专利认证的基础上，加以论证和技术升级并申请成功的。
据介绍，“可控输出功率垂直轴型风能机”专利技术示范工程目前正在积极筹备中，计划投资2800万元人民币，建设1000-3000千瓦单台风电机组，依托现有内蒙古的风力发电场进行技改项目实施，技术团队集结了在物理学、自动控制、电气工程、气象及设计建设等领域人才。
秦明慧告诉记者，在示范工程成功的基础上，将陆续设计及投资建设50万千瓦级和百万千瓦级的风电机组。
长期关注该项发明的中国电力工程顾问集团华东电力设计院副总工程师兼新能源项目部主任林利民表示，如果推广成功，该项风力发电比例有望占到中国电力供应的30%以上，推动中国乃至全球风电的发展。
中国是风电大国，当前已进入推进新能源革命的战略机遇期，优化能源布局、控制煤炭消费、提高能源利用率是主要的政策方向。资料显示，仅中国华北与西北部分地区的地面以上800米以下的空间，可开采风力资源就有100亿千瓦以上的发电容量。然而，受技术和地面风场特性的限制，采集风能高度通常低于200m，单机容量小于6000kw，采集风能效率低，电能质量低，建设成本高，并网技术难度大。
“可控输出功率的垂直轴型风能机”的发明原理针对现有风电技术难点，提出了创新理念和技术原理。其风电机组大型化使能量转换效率提高，可针对不同风场特征设计持续采集数百至数千米高空不同方向的风能，连续发出数万至数百万千瓦高质量的电能，克服现有风力发电聚能功率小、效率低、且输出不稳定等问题。
尤其是“能直接上国家电力主网”提供高质量电能的创新，吸引专家关注。据介绍，传统风电转换高质量的交流电，需经历超大功率的交直交转换及电池储能技术，如直接上网，存在技术难度大、投资成本高、电能质量差、主网不愿意接收及环境压力等问题。
林利民认为，该发明巧妙利用相同截面的环形浮体结构设计，突破了常规风力发电机的技术局限，与目前各种垂直轴风机在概念上、形式上、规模上完全不同。
亦关注该项发明的中国气象科学研究院理学博士陈辉表示，该发明提出了进一步利用风能效率更高的近地层风能资源的设想，如实施相关物理实验和示范工程建设，将为风能资源丰富的中国西北、华北高原地区，创造巨大的社会和经济效益。(完)