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                德州瑞迪姆新能源科研有限公司

                产品介绍

                [新品] 50kw垂直轴风力发电机(LP-50KW)

                50kw垂直轴风力发电机

                采购龙向能源框架式垂直轴风力发电机首先需要填写一下资料,以便公司技术人员依据提供信息资料数据做出合理产品配置,达到为您量身定制,龙向能源所有产品都是根据客户提供数据做支撑经过详细计算得到最优配置,为客户提供可再生能源供应,并不是一台机器卖遍全世界的。请您联系公司技术人员。

                 龙向能源-中国南海岛礁电力供应解决方案龙向能源50kW产品技术参数:

                 

                50kW产品技术参数:

                 

                类型:垂直式、多叶片,侧风向直对式,不受风向的影响。

                额定功率:50KW

                叶轮直径:8m

                叶片数量:9*4*2.5

                叶片类型:阻力型

                转动类型:直接驱动

                发电机类型:永磁同步发电机

                控制系统:电回流控制发电机转速,使其稳压在最优状态。

                切入风速:2.5-4m/s

                额定风速:9.6m/s

                安全风速:50m/s

                最大风能利用系数:Cpmax≥0.72

                噪声:LWA≤50DB(A)(距地面发电机10米,8m/s风速标准状况下)。

                年均可利用率:≥65%

                设计使用寿命:≥35年 

                型式:17极永磁同步发电机(根据需要配置适合实际需要的发电机)

                转子:永磁,位于绕阻外围

                额定电压:690vDC

                转速范围:3-8rpm

                绝缘等级:F

                防护等级:IP54

                发电机外径:1310mm

                定子长度:1000mm

                绕阻:采用Rof:L线

                浸漆方式:真空浸漆

                整机重量:56T

                表面防腐:热镀锌(除发电机外)

                机组接地电阻值:4Ω

                防雷设施:接地防雷

                防雷设计标准:IEC61400-24

                阻力面积:216M²

                风场设备平均可利用率:99.2%

                生存环境:-40-55℃(需要客户在填表时确定最低温度数值,及最高数值)

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                发电机设计寿命:35年

                 

                 

                 

                 

                风速(m/s

                年发电量(平均风速)

                输出功率(KW

                2.5

                23450.52

                2.677

                3

                31991.52

                3.652

                3.5

                49730.52

                5.677

                4

                66199.32

                7.557

                5

                100389.6

                11.46

                6

                178371.12

                20.362

                7

                249922.8

                           28.53

                8

                318338.4

                36.34

                9

                386710.2

                44.145

                9.8

                438000

                50

                10

                438000

                50

                11

                438000

                50

                12

                 

                50

                13

                 

                50

                14

                 

                50

                15

                 

                50

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 
                 

                龙向能源50kw风速功率曲线图

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                                                                              wind speed(m/s

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                龙向能源技术部

                 2016712


                 


                一、南海区域风能资源

                南海地理位置优越、自然资源丰富,合理开发管理南海可宣示国家主权。风能是一种清洁可再生能源,对其开发利用可为南海建设提供无污染的能源供给。研究基于2006-2009年1096幅QuikSCAT风场数据计算海面10m高度风功率密度,对南海风力发电进行评价。结果表明:①南海海面风功率密度等级为4-7级,能很好的应用于风力发电;②南海海面风功率密度在季节上呈“逐渐递增”趋势,春、夏季风功率密度较小,秋、冬季风功率密度较大;③各岛礁风电装机容量中,西沙群岛综合而言最高,东沙群岛、中沙群岛均为第三级别,南沙群岛大多为一、二级别;④东沙群岛的东沙岛、中沙群岛的黄岩岛、西沙群岛的华光礁、浪花礁、赵述岛以及南沙群岛的南海礁、日积礁、南华礁风电装机容量较高,可优先进行风力发电建设。

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                南沙群岛具有丰富的风能资源,有效利用风力发电转化为清洁能源,符合国家政策发展要求,可为南沙群岛航道运输、渔民捕捞、岛礁驻守、油气开发、岛民居住、旅游建设等提供电力能源供给,前景十分广阔。

                 

                 

                 

                二、垂直轴风力发电机介绍

                2.1 风机选型配置依据

                依据安装地域的气候条件及安装载体的特性要求,经过龙向能源技术部的精确计算以及实际操作的经验积累,综合各方面的要素选择配置4台龙向能源LP-60kW-500kw框架式超低速永磁直驱同步垂直轴风力发电机组。

                 

                2.2 垂直轴风力发电机特性

                垂直轴风力发电机具有噪音低、无需对风、发电量高、度电成本低、免运维,可以在恶劣环境下生存(台湾基地机组经受住了麦德姆、威尔逊、苏迪罗等台风的考验)等优点,主要性能如下:

                1、发电效率高,叶片独特的设计结构无需对风,任何方向的风都可以驱动叶片,减少对风损失。

                2、启动风速低,独特的叶片设计可以做到风速2米/秒启动,启动叶片转动就发电,气流扰动对该风机不但没有任何影响还可以提高发电量。

                3、无需电网支撑,该机组只需要风吹动叶片就可以发电,无需电网启动,也没有耗电设备。

                4、机组结构简单,由发电机、旋转轴、塔架、叶片四部分构成,故障率几乎为零。

                5、安装简单方便,采用叠加安装方式,电机在地面,无需专用吊装设备。

                6、基本免运维,机组五年免维护,根据当地环境每1-2年适当的查看防腐情况。

                7、无噪音,该机组为超低速风力发电机,每分钟在3-8转的额定范围内,所以没有任何声音,不会对人和动物产生影响。

                8、使用寿命长,机组设计寿命为35年。

                9、机组超低的转速,以及独创的抗15级台风系统,耐腐蚀性强且稳定可靠,全年365*24小时不间断发电(只要有风)。

                 10、独特的整体设计和结构,只有发电机没有其他电器系统,解决了低温、高湿多雨、冰雹和雷电的复杂环境对电器部件的损害。

                 

                 

                2.3 垂直轴风力发电机抗台风性能

                垂直轴机组叶片类型属于低转速大扭矩,特点为最大接受风能面积做功发电,当超过额定转速后,叶片会形成阻力,不管风速有多大,都保持在额定的转速。我们在台湾基地的机组经受了威尔逊、麦德姆、苏迪罗等台风考验,在15级台风中,机组仍然可以正常运行发电,证明机组抗台风性能优良。

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                3.3 垂直轴风力发电机寿命

                 

                龙向能源专业执着、精益求精,恪守世界最顶尖工业品质标准,所有机组部件材料采用最顶尖材料,轴承为SKF,机组使用寿命35年。

                 

                 

                 

                四、风电电气方案

                4.1 风机位置

                通过确认,预留位置安装四台单机容量LP-60kW的风机,风机位置示意图(见设计平台图纸)。

                4.2 接入电力系统的方式

                本项目位于岛礁,本工程中共设计额定功率为60kW的垂直轴风机4台,将4台风机相互“T”接之后,将400V交流电经一路电缆直接并入岛礁运行电网能源中心400V低压母线,实现柴油风电互补的功能。

                并网运行方案:

                独立电网及负载电器

                风力发电机离网逆变器

                离网运行解决方案备选:

                 

                 

                60kw*4风力发电机组

                蓄电池储能组单元

                垂直轴风力发电机离网控制柜

                 

                 

                 

                 

                                                                                                                                                                        

                 

                 

                4.3 电气主接线

                本项目中风机通过1回400kV线路接入能源中心400V母线。电气主接线示意图如下:

                风机电气主接线示意图

                4.4 风电场集电线路方案

                本项目中设计风机容量240kW,装设4台60kW垂直轴风力发电机组。每台风力发电机组低压侧额定电压均为0.4kV。

                风力发电机组间通过电缆连接,风机额定功率为60kW,则400V 侧输出的额定电流为86.61A(额定时),4台风力发电机组之间相互“T”用电缆拟选用YJY23-0.6/1kV 3x50+1x25规格的电缆,4台风机相互“T”接之后,最终通过1#、2#、3#、4#风机接入能源管理中心,接入电缆拟选用YJY23-0.6/1kV 3x70+1x35规格的电缆。

                 

                4.5 机组设备清单

                包含永磁直驱同步超低速发电机、支撑塔架,旋转轴、旋转支臂及阻力型叶片、塔架连接件、旋转轴连接件,专用控制柜、并网型逆变器及附属配件。

                 

                4.6主要电气设备选择

                导体及设备选择依据短路电流计算结果、《导体和电器选择设计技术规定》DL/T 5222-2005进行,并确定以下条件:

                1 柜内及电缆沟(隧)道内最高环境温度,按40℃考虑。

                2 噪音:电器的连续性噪音水平不应大于85dB,非连续性噪音水平不大于90dB。(测试位置距设备外沿垂直面的水平距离为2m,离地高度1~1.5m处)。

                3 电器及金具在1.1倍最高工作电压下,晴天夜晚不出现可见电晕。

                拟选用接入断路器的参数如下:

                (1)额定壳架电流为500A;

                (2)额定电压为三相AC 400V;

                (3)极数:3P+N(a、b、c三相有断开点,N线不断);

                (4)极限分段能力为125kA;

                断路器应具备的功能:

                (1)具备可指示断路器分合闸状态的辅助触点;

                (2)具备分励线圈;

                (3)具备失压线圈;

                (4)具备由以下原因引起的脱口指示:过载、短路、接地、漏电、分励线圈、失压线圈引起的脱口;

                (5)具备通信接口,可将断路器的状态信息接至监控后台,断路器距离监控后台的距离为50~650m.

                4.7 过电压保护及接地

                由于风力发电机组其控制柜配置有过压保护及避雷装置。

                本工程中风力发电机组工作接地、保护接地和过电压保护接地使用一个总的接地装置,接地装置的接地电阻值需满足选定风电机组对接地阻值的要求,赞按Rjd≤ 4Ω设计。

                4.8 电缆敷设及防火

                本工程中集电线路电缆在岛礁铺设,按照国家最新标准执行,

                为有效阻止电缆火灾延燃,全线0.4kV电力电缆、控制电缆选用阻燃低烟无卤式电缆。

                电缆穿管敷设完毕后应将保护管的两头封堵。

                4.9 机组抗腐蚀介绍

                首先全部钢铁件第一层我们采用热镀锌,其次第二层由岛礁单位统一喷涂甲板专用防腐涂层,做到防腐周期一致。

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                五、风电电气二次

                5.1风电机组控制

                为便于风机的运行管理,提高自动化水平,风电机组提供远程数据接口。

                 

                5.2风电机组保护

                风力发电机设有过载、短路、缺相、三相不平衡、过压等保护。

                 

                5.3 电能量计量系统

                按照电能计量装置技术管理规程的要求:

                I、II类计量装置配置专用电压0.2级、电流0.2S级互感器或专用二次绕组。

                电压、电流互感器计量绕组的实际二次负荷应在0——100%额定二次负荷范围内,其误差也应在0—100%额定二次负荷范围内满足铭牌标称的精度要求。

                数据通信接口的电能表,其通信规约符合DL/T645的要求。

                电能表装设电压失压计时器。

                本工程中电能量计量关口点暂按设在400V并网点处考虑。电能量计费表精度要求为0.2S级,电能表采用静止式多功能电能表,事件记录功能,配有标准通信接口,具备本地通信和通过电能信息采集终端远程通信的功能,采集信息应接入电网调度机构的电能信息采集系统。

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                六、风力发电机地基

                6.1设计依据

                根据《风电机组地基基础设计规定》(试行)FD003-2007,风电机组地基基础设计计算和验算内容,主要包括地基承载力计算、软弱下卧层验算、基础抗滑抗倾覆稳定计算、基础沉降和变形计算、基础裂缝宽度验算、基础内力配筋和材料强度验算、采用桩基基础时桩顶作用效应计算、桩基竖向承载力计算、抗拔桩基承载力验算、以及桩基沉降计算等。根据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008及《风电机组地基基础设计规定》(试行)FD003-2007,本工程风机桩基基础设计主要的设计控制指标见表 51。

                表 51风机桩基础设计控制指标

                设计工况

                基桩拔力

                基桩平均竖向力Nk (kN)

                桩顶最大竖向力Nkmax(kN)

                单桩水平力Hik(kN)

                单桩抗裂弯矩Mk(kN.M)

                正常运行荷载工况

                基桩抗拔容许值

                ≤Ra

                ≤1.2Ra

                ≤Rh

                ≤Mcr

                多遇地震工况

                基桩抗拔容许值

                ≤1.25Ra

                ≤1.5Ra

                ≤Rh

                ≤Mcr

                极端荷载工况

                基桩抗拔容许值

                ≤Ra

                ≤1.2Ra

                ≤Rh

                ≤Mcr

                注:表中Ra为基础竖向承载力特征值,Rh为基桩水平承载力特征值,Mcr为单桩抗裂弯矩检验值。

                6.2设计荷载、分项系数等取值

                荷载、荷载工况与荷载效应组合及分项系数等根据《风电机组地基基础设计规定》(试行)FD003-2007、《风力发电机组安全要求》GB18451.1-2001规定执行。

                本工程单机容量60kW, 风电机地基基础设计安全等级为一级,结构重要性系数取1.1。风机荷载计入修正安全系数1.35。基本组合,永久荷载分项系数取1.2,可变荷载分项系数取1.5;标准组合和偶然组合,荷载分项系数均为1.0。

                 

                6.3 地基配置

                 

                详见风力发电机基础图纸。

                 

                 

                七、风力发电量估算

                 

                根据南海海面丰富的风能资源,10M海面风功率密度等级为4-7级。海上岛礁离海平面高度大约为5米,垂直轴风机的高度15.38米,总的高度大约为20.38米。查阅风功率密度等级表显示南海海面10M高度年平均风速在6-9.4米/秒,30M高度年平均风速在7-11米/秒,20米高度年平均风速区间为6-11米/秒,这是非常优质的风能数据,非常适合风力发电。

                 

                风功率密度

                等级

                10m高度

                30m高度

                50m高度

                应用于

                风力发电

                风功率密度/

                (w/m­­­2

                年平均风速参考值/(m/s)

                风功率密度/

                (w/m­­­2

                年平均风速参考值/(m/s)

                风功率密度/

                (w/m­­­2

                年平均风速参考值/(m/s)

                1

                <100

                4.4

                <160

                5.1

                <200

                5.6

                 

                2

                100~150

                5.1

                160~240

                5.9

                200~300

                6.4

                 

                3

                150~200

                5.6

                240~320

                6.5

                300~400

                7.0

                较好

                4

                200~250

                6.0

                320~400

                7.0

                400~500

                7.5

                5

                250~300

                6.4

                400~480

                7.4

                500~600

                8.0

                很好

                6

                300~400

                7.0

                480~640

                8.2

                600~800

                8.8

                很好

                7

                400~1000

                9.4

                640~1600

                11.0

                800~2000

                11.9

                很好

                注   1不同高度的年平均风速参考值是按风切变指数为1/7推算的。

                2  与风功率密度上限值对应的年平均风速参考值,按海平面标准大气压及风速频率符合瑞利分布的情况推算

                 

                风功率密度等级表:

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                八、太阳能发电、水平轴风力发电及柴油发电机

                 

                太阳能在南海岛礁已经有过案例,所解决不了的问题:1、大风、冰雹,2、防腐,3占用面积不现实,4、发电的成本,5、运行的维护费用,6、太阳能电池板本身的特性,能量衰减这是不争的事实,7、发电的条件局限性。

                水平轴风力发电机所不能解决的问题:1、水平轴特性小风不发电、大风不让它发电,2、需要电网做支撑,3、对风找向,4、冰雹,5、地域特点风的不确定性。这样使得水平轴在南海安装理论上就不能通过,现在的海上风电几乎是靠近内陆的浅滩地域的近海,独岛运行还没有这样的先例(20kw以上水平轴三叶片风力发电机)。

                柴油发电机笨重且噪音巨大,污染严重,用电成本高昂。龙向能源历尽15年,自主研发生产的的风力发电机组彻底解决了这些世界性难题,具有耐腐蚀、抗台风、无噪音、占地面积小、发电量高等优点,高效利用大海的风能,实现柴油风电互补,满足岛屿设备日常供电需求。可以为雷达基站等提供清洁动力能源。

                九、结论

                根据实际需求做出适合自己的选择,为蓝天白云而努力,让没有污染的地方更多一些,不要让人类自己再次损害自然环境,让自然的海岛更加美丽原生态,请选择清洁能源。

                 

                公司其他产品
                公司简介
                德州瑞迪姆新能源科研有限公司简介
                一、 瑞迪姆新能源科技有限公司垂直轴风力发电机
                德州瑞迪姆新能源科技有限公司是一家致力于新能源科学技术开发、制造及应用推广的高科技企业。公司在风力发电、潮汐能发电、波浪能发电等新能源领域进行了长期研究和开发,积累了当前前沿优秀的科研成果,集多项先进技术于一身,研发出具有自有知识产权的垂直轴风力发电机技术体系,实现了风力发电机组运行安全、稳定、节能环保、发电成本低的设计目的,获得了多项国家专利。 我们坚持“质量第一,追求卓越,精益求精、完善自己、开拓创新、瑞迪姆科技永远走自己的路不会效仿任何人的产品、”,秉承“诚信为本,科技为先,服务至上的经营理念,为用户提供一流的发电系统方案,让客户的投资回报周期缩短,效益持久,瑞迪姆人与客户携手共进,共创辉煌。
                二、 颠覆性创新技术
                世界上第一个大中型框架式垂直轴风力发电机由德州瑞迪姆公司发明制造,这是不争的事实,世界上第一个推出超低速永磁直驱同步发电机的是德州瑞迪姆公司,第一个做到60转/分钟的是德州瑞迪姆,目前最前沿的核心技术能够在3转以内额定发电的世界上第一个还是德州瑞迪姆。
                三、 垂直轴风力发电机组设计依据
                依照现有执行标准:GB755—2008 旋转电机 定额和性能
                GB/T2900.53 电工术语 风力发电机组
                GB5226.1—2008 机械电气安全 机械电气设备 第1部分:通用技术条件
                GB16895.3 建筑物电气装置 第5-54部分:电气设备的选择和安装 接地配置、保护导体和保护联结导体
                GB/T17646—2013 小型风力发电机组 设计要求
                GB17799.1 电磁兼容 通用标准 居住、商业和轻工业环境中的抗扰度试验
                GB17799.3 电磁兼容 通用标准 居住、商业和轻工业环境中的发射标准
                GB/T18451.2—2012 风力发电机组 功率特性测试
                GB/T22516—2008 风力发电机组 噪声测量方法
                GB/Z25426—2010 风力发电机组 机械载荷测量
                GB/Z25427—2010 风力发电机组 雷电防护
                GB/T27025—2008 检测和校准实验室能力的通用要求
                GB50009—2001 建筑结构载荷规范
                IEC62103:2003 电力装置用电子设备(Electronicequipmentforuseinpowerinstallation
                四、 技术优势
                自主研发创新发明的技术团队,核心的制造技术,利于研发的实验基地作支撑,有发展创新的明确方向。
                五、 安装优势
                本公司生产的大中型框架式垂直轴风力发电机,属于层加式安装方式,不需要特殊专用设备安装,发电机在地面安装,大大降低了安装风险技术难度,使得安装简单容易操作,普通员工稍加培训即可上岗工作进行安装操作,这是任何其它风力发电机设备安装所不具备的。
                六、 运行优势
                水平轴风力发电机的年运行时间一般在1000-2500小时左右(内蒙古、新疆),而且水平轴大多为励磁发电机,对电网产生不友好干扰,这是不争的事实,励磁发电机的特点先用电再发电,也是不被电网全部接收的原因之一
                本公司生产的框架式垂直轴风力发电机为5年免维护产品,而且发电机在地面安装,因为框架式垂直轴风力发电机为超低速永磁直驱同步发电机,对电网的低压穿越的优势是其它水平轴励磁风力发电机所不能做到的,而且框架式垂直轴风力发电机年运行时间在4500-6000小时(内蒙古、新疆),其中最主要的离网运行解决边远哨所、海洋孤岛、全无碳生活使用
                七、 维护优势
                水平轴风力发电机需要定期维护更换润滑油及检修更换易损件,,安装水平轴风力发电机之后的运维费用占据每台机器的利润成本是不容忽视的,公知的单台运行兆瓦发电机维护费用年支出在15万元这是必须支付的。而且需要专用设备吊装更是不小的支出。
                框架式垂直轴风力发电机,因为重型发电机在地面上安装所以维护更方便,唯一易损件为旋转的轴承更换,这要在7-10年以后才需要做的事件,而且施工方便更换简单,都是分段式更换,不需要大型设备的吊装即可完成整套设备轴承的更换。轴承的使用也是免维护的,为SKF飞机使用轴承,这样的配置更能确保安装运行免维护。

                八、寿命优势
                水平轴的设计寿命为25年,(一般运行在20年以内),齿轮箱的故障,冷却系统故障困扰水平轴风力发电机。
                本公司生产的框架式垂直轴风力发电机的设计寿命为35年,因为发电机为超低速永磁直驱同步,所以磨损非常少,使得设备运行寿命更长久。

                九、经济优势
                公知的产品的寿命与维护是创造价值的前题条件,水平轴风力发电机度电成本在0.8元左右,框架式垂直轴风力发电机可以做到度电成本在0.27元
                十、 社会效益
                风力发电作为无排放无污染可再生清洁能源,其经济效益与社会效益是非常明显。科学规划开发利用风电,对有效加速能源产业调整,推动能源产业可持续发展,促进节能减排与生态环境保护具有重要意义。




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