(十)升阻结合型垂直轴风力发电机
1.适用范围
适用于 5G 基站配套设备设施。
2.技术原理及工艺
风机采用了高效翼型和风机轮毂、电机一体化的转体结构及直驱式发电,将一定风速的自然风能转换为电能,即利用自然界一定风速产生的推力推动特定的风轮进行有序的旋转,转换成符合通信基站使用的电能,解决了小型风机可靠性差、效率低、寿命短的难题,实现了无偏航系统,无卸荷设备,无风向限制,使发电效率达到 87%以上。工作原理如图所示。

工作原理图
3.技术指标
(1)风机型式:Ф型。
(2)功率等级:1 千瓦、2 千瓦、3 千瓦。
(3)启动风速:3 米/秒。
(4)额定风速:4~17 米/秒。
(5)极限风速≤50 米/秒。
(6)停机方式:自动。
(7)工作温度:-20~50℃。
(8)输出电压:48 伏(直流)。
(9)输出电流:20~63 安。
4.技术功能特性
(1)启动风速降低到 3 米/秒,切出风速提高到 17 米/秒以上,风能利用率是常规风机的 2 倍以上。
(2)电气制动技术,减少自身设备损坏的同时保证了通信设备的安全。
(3)稀土永磁电机技术提高了发电效率,减小了启动力矩,保证电机在任何状态下不会因过热烧毁,设备平均寿命<15 年。
(4)无拉绳或支撑杆,安装简单,节省资源和人力。
(5)采用了风力机、发电机和负载统一协调运转的控制系统。
(6)维护简单,维护量低(年均维护次数不超过 2 次)。
5.应用案例
新疆哈密某通信基站项目,技术提供单位为新疆奥奇新能源科技有限公司。
(1)用户情况简单说明
该基站位于新疆百里风区的戈壁滩上,不具备市电条件,基站配备 48 伏(直流)/2000 安时蓄电池组两组,额定功耗为 3.8 千瓦。
(2)实施内容及周期
该基站改造前,光伏发电作为主要供电,燃油发电机作为备用供电,每年加油充电次数为 12 次以上,年断电次数为 4 次以上。2013 年投资为风光互补基站(基站所在地年有风天超过 200 天),垂直轴风力发电机为主要供电,光伏辅助供电。基站配备了三台 2 千瓦的风力发电系统,全年无充电、无断电,年均上线次数为 2 次维护。截止 2020 年底,该风力发电系统已正常运行 7 年以上。
(3)节能效果及投资回收期
基站额定功耗为 3.8 千瓦,全部为可再生能源发电,碳排放为 0。年节电 26280 千瓦时,节约电费 34164 元,当年投资 15 万元,运行 7 年共节省电费 239148 元。投资回收期低于 5 年。
6.未来推广前景
预计未来 3 年市场占有率可达到 60%。