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古稀老人的风力发电梦

2016-07-01 来源:太行日报 浏览数:15826

拿到国家专利已经5年了,可这项实验成果至今没有应用到实践中,你说,李书堂能不发愁吗?

  拿到国家专利已经5年了,可这项实验成果至今没有应用到实践中,你说,李书堂能不发愁吗?
  2011年10月12日,李书堂拿到了高空轨道帆板风力发电机的国家专利,这是他从十几岁上就开始琢磨的事,其间经历了不少挫折,如今愿望得以实现,李书堂自然喜出望外。可没过多久,李书堂坐不住了,因为专利空攥在手里,发挥不出应有的效力。
  李书堂深切地体会到:理想很丰满,现实很骨感。
  李书堂和王明礼在风力发电小样机前。
  梦想从未走开
  今年70岁的李书堂是陵川一中的退休教师。
  十几岁时,他就有个梦想:如何把风能利用起来?当时,他便天真地问了老师这个问题。老师说:“要利用风能,国内的轴承恐怕不行,要用德国的轴承。”李书堂似懂非懂,他的梦想还停留在一个幻想阶段。
  高中时,李书堂接触了流体力学,明白了空气产生的动力和飞机的机翼一样,初步懂了点风力发电原理。高中毕业后,李书堂回村务农,但他“利用风能”的愿望仍藏在心里。
  1977年恢复高考后,李书堂考上了师专。再次拿起书本之后,李书堂觉得,有了这个平台,自己离当初的梦想又近了一步。
  虽然李书堂没有学习物理专业,但这不影响李书堂对风力发电的研究。这时,国内风力发电已有发展的苗头,但还没有被人们所认识,因为风向千变万化,普通风力发电机受风力大小影响,有波动和间歇。风小时产生不了动力,风大时转速过快会折断桨叶,国家电网需要的是可持续、动力均衡的发电设备。
  如何解决这一难题,成为李书堂多年来苦心研究的课题。
  一次偶然的发现
  时间过得飞快。虽然李书堂在不停地实验,但终没成功,直到2000年,54岁的李书堂偶然观察到一个正在施工中的塔吊,塔吊上的小红旗迎风招展,平行放置的塔吊在有风的情况下也能产生风能。塔吊给了李书堂灵感。
  李书堂调整思路,重新开始实验。2009年,终于试验成功,发明了一台风力发电机。
  李书堂给这台风力发电机起名为:开合式风电机。它的工作原理是:垂直轴,高塔以正环形轨道顶端水平捆绑,风轮仰卧在沿环形轨道水平旋转的跑车上,轴心、环心、轮心重合。风轮直径两端异侧安装只可在一侧水平旋转的开合帆板,吸纳风能推动风轮旋转,风轮下旋转力臂安装与轮心重合的大径齿轮,大径齿轮带动若干根垂直传动杆,把风轮在高空吸纳的能量传递到地面上安装的发电机上,带动发电机发电。
  2009年8月7日,李书堂向国家专利总局申请“高空轨道帆板风力发电机”专利。2011年10月12日,该专利获得国家专利总局批准。
  目前,国内通用的三叶型风电机,部件庞大,不可拆卸,需要专用车辆运输,配套道路保障通行,专用设备起吊,费用昂贵。而李书堂发明的发电机,所有部件都可拆卸,不需要专用车辆运输,不需专用设备起吊,只需普通车辆和普通道路,可降低80%的吊装成本,运输车辆也仅为三叶型风电机的六分之一。另外,这台发电机的输出功率与风速立方成正比,风速增大1倍,输出功率增大8倍。小风小功率,大风大功率,既可得风获利,又能消去间歇弊端,化凶险为神奇,消除了普通风力发电设备存在的动力不均衡的问题。
  一个困扰5年的心病
  李书堂拿到国家专利证书已经5年,可仍然没有投入应用。理想和现实之间的鸿沟是李书堂没有想到的。
  2014年,李书堂打听到,陵川县崇文镇营里村搞农机修理的王明礼是个能工巧匠,而且对风力发电很感兴趣,他立即找到王明礼,说了自己遇到的现实难题。虽然两人相差20多岁,但他们志同道合,很快走在了一起。2015年,王明礼成立了晋城市盘龙风电机研发有限公司,准备将李书堂的专利发明用于实践。
  虽然国家十分注重环保,而且风力发电前景非常好,但“前途是光明的,道路是曲折的”,李书堂对此深有体会。
  2015年8月,李书堂和王明礼合作,投资3万余元研制出一款小样机,垂直轴,风轮直径6m,帆板面积3平方米,在3m/s风速中输出功率500W、24V。按物理学定律推算,该技术设备利用率和资源利用率均为现有技术的4倍,年发电时间逾7000小时,单轮输出功率超100MW,领先国际高端水平,打破了风力发电发展的瓶颈,是风力发电革命性突破。
  眼下,公司正在筹备试制中型样机,轨道直径3m,风轮直径30m,塔高30m,发电机50-1000KW若干台,轨道和支撑风轮的滑轮已经制成,然而因为项目工程浩大,不是一个小微企业能独自完成的。
  王明礼说:“中型样机试制,大约需要600万元。现在公司自筹了部分资金,已经没有能力再投入,试制难以为继,这最后一公里举步维艰,希望得到科技创新帮扶资金。但我们打听过了,申请帮扶资金也很难,因为帮扶资金所扶持项目有特定的条件,不仅项目本身有很强的示范带头作用,成长潜力大,技术含量高;其次项目建设用地必须取得土地部门‘国用’字样的土地使用证。我们虽然具备了一些条件,却在重要的条件上卡了壳。所以,这个项目有可能再次搁浅。”
  其实,王明礼家开的农机修理厂前面有一块空地,符合“国用”标准,但在营里村审批时却遇到了重重困难。王明礼又跑到附近村镇找空地,虽然审批没有阻力,却不符合“国用”标准。王明礼说:公司招牌已经做好一年了,但迟迟挂不起来。中型样机部分零件堆放在空地上,雨季过后,明亮的钢材上锈迹斑斑。
  李书堂希望在有生之年,看到自己的实验成果造福人类。王明礼希望有关部门对该发明及小样机进行权威评估,尽快使专利成果转化成重点扶持项目,形成“中国基因”的风电机产业集群。
阅读上文 >> 浅谈小型风力发电机行业在中国的发展前景
阅读下文 >> DTU风电测试风洞开工 风速可达105m/s

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