前言

　　實現(xiàn)單機更大功率設計是風電機組各種效益形成方式中最為有效的手段。多風輪聚能風電機組（以下簡稱：聚能機組）是一種全新種類的特大型、大型或中型風電機組整機機型發(fā)明創(chuàng)新技術，其由若干-眾多個中小風輪分別單獨形成乘風出力，再通過機械傳動的方式實現(xiàn)“聚能”從而達成“巨能”的技術路線別具一格，事實證明其還同時伴生出多重獨特性能及應用優(yōu)勢。

　　景技術催生聚能機組

　　水平軸葉槳迎風旋轉式風電機組是當前應用最廣泛、規(guī)格最齊全的機型，人們最初采用的風輪直徑較小，中小型風輪具有選材、制造、運輸、安裝、維護、更換簡單方便，葉片體態(tài)輕盈、造價便宜，風輪形態(tài)種類更是多樣，有三葉型、多葉型、低風速型、高風速型、框架延邊分布超薄多葉片型等。

　　中小風輪轉速很快，偏轉對風靈活，偏轉對風與旋轉掃風占用的空間均較小，但在有限的空間內(nèi)葉片所能形成的有效乘風面積與乘風所能形成的出力轉化能力的比值卻是很高，尤其是采用“超薄多葉片型的低風速風輪”，其擁有更多的、密集的外圍乘風葉片可形成更為強大的乘風力矩與旋轉出力，可使較弱的過流風能獲得十分充分的截流、轉化、利用；但是中小風輪的多重優(yōu)勢性能在當前的大型風電機型中已經(jīng)完全消失。

　　 隨著風電機組單機更大功率能力需求的推進使單個風輪的設計直徑向著更大規(guī)格努力發(fā)展，但人們逐漸發(fā)現(xiàn)風輪放大在超出一定規(guī)格后導致的超長厚重葉片難于掌控，并使巨大掃風空間內(nèi)風能的實際乘風利用程度與比例級速縮減，而通過增長葉片獲得的出力增加量值也在急速萎縮，并迫使塔架持續(xù)加高，使風輪對風偏轉占用空間過大，這些對于在山地運輸安裝與密集分布建設風電工程均形成了更多更大的問題。

　　聚能機組如何形成巨能出力能力

　　因傳動軸制造簡單，體小價廉，方便拼接串聯(lián)，還可用鋼管替代連接實現(xiàn)超長距離傳動，且傳動能力強大，傳動過程少有能量損耗或形成氣流干擾與風力阻擋，從而形成了聚能機組的主要功能與功效優(yōu)勢特點的載體。

　　聚能機組采用的獨特傳動結構可使分散設置的各個風輪無論處在任何迎風方向及其變化時，均可將其出力以相同一致的方向及方式輸送到動力匯集傳動軸上，再通過匯集傳動軸將分散動力疊加后集中輸出，從而確保了在機組框架不動的情況下“由各個中小風輪單獨出力與單獨旋轉對風”基礎功能目標的實現(xiàn) 

　　在動力匯集輸送的過程中，首先形成橫向的“一次匯集形態(tài)”(見示意圖1、2)，而將2排以上“一次匯集形態(tài)”橫向上下排列再通過縱向傳動軸匯集形成 “二次匯集形態(tài)”（見示意圖3），通常無需“三次匯集”；上述兩個匯集動力輸出后可直接或間接與發(fā)電機或多發(fā)電機調控系統(tǒng)配合形成一級、二級聚能機組；還有一二級混合形態(tài)的聚能機組設計方案。

　　在一級匯集形態(tài)中又可將各個風輪全部設在橫向匯集傳動軸的上部（見示意圖1），或形成上下對稱的設置形態(tài)（見示意圖2），后者可使風力推力在上下兩個風輪之間形成平衡并節(jié)省一半齒輪與框架，因此在二級匯集形態(tài)中應最多采用。或可將一級匯集形態(tài)形成上下多層獨立設置形成立式平面排列，其無需二次匯集結構傳動設置而其宏觀形態(tài)卻是與二次匯集機組大致相似。
　　可見，聚能機組的形態(tài)就如同一張展開捕風的“大網(wǎng)”形成均布式捕風形態(tài)(實現(xiàn)最大程度乘風捕捉)，并可將捕獲的風能轉化出力匯集集中輸出，其形成的廣泛、高效、密集的乘風形態(tài)最明顯優(yōu)勢是將風電機組占用的每一塊風力過流空間均得到高效能風輪的長期“固守”，從而實現(xiàn)風能時時刻刻的充分截流利用，并且能夠形成高度密集的并列排列，其多數(shù)情況下采用的相對密集排列的超薄多葉片型風輪之間通常相互難于形成有效的氣流干擾，因此可形成相對密集的并列排列設置；而各個間隔支撐的粗大塔架將演變形成增強風輪存在空間面積內(nèi)氣流過流強度的作用（而非形成阻擋與干擾氣流的作用）。  
　　這一優(yōu)勢形成的巨大作用與現(xiàn)實價值是“可在幾個足球場甚至幾個籃球場的建設面積空間內(nèi)形成的風輪實際有效乘風面積與出力轉換能力，與特大直徑風輪機組幾到十幾平方公里建設分布面積內(nèi)實現(xiàn)的有效出力能力效果相同”，這就為在山區(qū)山頂十分有限的地域面積條件下規(guī)模化發(fā)展風電提供了最為有力的可裝機容量發(fā)展空間的理論基礎數(shù)據(jù)與規(guī)模化發(fā)展容納能力的技術依據(jù)。
　　10個方面獨特優(yōu)勢性能呈現(xiàn)