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目前,為了提高風(fēng)電機(jī)組發(fā)電性能,風(fēng)輪的直徑越來越大,但過大的風(fēng)輪導(dǎo)致的成本提升遠(yuǎn)大于其發(fā)電量收益。MoDaR風(fēng)輪的設(shè)計初衷就是為了解決這一問題,MoDaR風(fēng)輪為下風(fēng)向風(fēng)輪,葉片分為葉根段和葉尖段兩部分,兩段葉片用鉸鏈連接。
弗吉尼亞大學(xué)工程師Eric Loth設(shè)計了一款仿棕櫚樹的下風(fēng)向可變形的風(fēng)輪MoDaR(Morphing Downwind-Aligned Rotor)。MoDaR風(fēng)輪在受到大風(fēng)時,可以通過鉸鏈?zhǔn)谷~片沿風(fēng)向向后彎曲,減小機(jī)組掃風(fēng)面積,從而達(dá)到控制發(fā)電量和機(jī)組載荷的效果。而目前主流的MW級機(jī)組的風(fēng)輪,則是通過變槳達(dá)到控制發(fā)電量和機(jī)組載荷的效果。Eric Loth表示,該風(fēng)輪很可能在2025年之前不會投入商業(yè)運(yùn)行,因?yàn)樗鼘δ壳拜^小的風(fēng)機(jī)來說不是必需的。
該設(shè)計試圖采用可控的風(fēng)輪掃風(fēng)面積來降低機(jī)組成本,但這帶來的問題就是:
1、葉片必須足夠輕,才能夠在葉片向后收攏時鉸鏈與偏航軸承承受的載荷不至于過大;
2、來流風(fēng)經(jīng)過上風(fēng)向的塔筒后,湍流強(qiáng)度增大,會使得機(jī)組載荷提高。