“我是一个农民发明家,我有一个梦想,那就是解决世界能源问题。”说这话的时候,50岁的董禹全表情严肃,一点也看不出有玩笑的成分。
“搞发明的人喜欢用事实说话。我发明的风力发电装置,突破了现有的技术和限制,投资降低80%,高空发电效率还提高一倍。这两项数据不是我瞎说的,是国内知名企业研究机构通过比较研究得出来的。关键是,我已经做出成品,通过了初试。”
“风力是大自然赐给人类最清洁的能源,只要开发利用1%,就能彻底解决能源问题。刚刚发生的日本大地震,引发了人们对核电能源安全的关注和担忧,如果是风力发电,就不存在这个问题。”说起风电和自己的发明,他细致地向我们解释着。
中等个头,脸庞黝黑,衣着朴素。看外表,董禹全和一般的外来务工人员没什么太大差别,只是当你和他交流的时候,很容易被他富有激情的言语所感染。
确切地说,他是一个农民,并且只有小学5年级文化。但就是这样一个人,迄今为止,已经获得22项国内和国际发明专利。
董禹全讲的“成品”就是在宁波集士港镇笔架山上耸立的风力发电装置,一座宽60公分的钢结构塔,高55米,上面装有两个18米直径的风轮。
董禹全介绍说:“现有的风力发电装置都是一塔一轮,而我的是一塔双轮。随着塔升高,风轮可以增加。”
风力发电装置的发展方向是获取高空风源,高度越高,风力越大,越有利于发电。国际上现有三叶桨风力发电设备,最高的可达300米。但在现有的技术条件下,高度越高,风轮直径增大,设计、生产、安装和维护的难度就越大。
“用我这个技术可以升高到500米。不必增加风轮的直径,只是风轮层数增多,难度不会增加,造价反而下降。这好比造房子,楼房是个组合体,层数增加,并不增加难度。”董禹全说。
三叶桨风机的叶片外围小,内围粗。一般来说,现有的叶片长达37米,从外部得力传导到内部,力矩增加将近100倍,需要先进行减速增力,再减力增速,才能保证整个设备正常发电。一套设备通常重达三四百吨,其中对发电过程起到直接作用的主设备仅占13%,辅助结构反占87%。
“典型的‘千斤拨四两’。因为这个严重的结构缺陷,造成风电的投资是火电投资的两倍多,因此,现阶段的风电都需要国家财政补贴。”董禹全这样认为。
为了降低设备重量,董禹全为风轮增加了外环,在外环的上下两处8个点,安装16台100千瓦发电机。3吨高速动能被分解到16个点上,只剩200公斤力矩,外环载荷降低,减轻了外环重量,节省造价。因风轮直径75米,发电机传动轮直径是0.25米,风轮一转带动发电机300转,风轮10转/分钟,发电机就是3000转,可配置高速发电机,能使发电机的重量再下降三四成。通过这些改造,董禹全的风电主设备占比可上升到60%以上,总重量下降90%,投资额下降80%,发电量还能增加100%。
笔架山上的新型风力发电装置初步验证了董禹全的想法,在3米/秒的风力下,就可以启动发电装置,发电带动电机运转。这给了他极大信心:“我的风力发电是将力学和空气动力学结合起来,它将开启风电为主要能源的时代。”
宁波市经济委员会总工程师陈成海很关心董禹全的项目,两次到笔架山现场考察。陈成海对这项发明给予了高度评价,认为其从设计理念上来说,是对风力发电的一次重大创新。
但对于该发明的产业化前景,陈总工表示谨慎乐观:“产业化需要多少时间不好说,有可能是3年5年,也有可能是10年。目前国家对这类项目的支持力度非常大,像董禹全这种全球首创的新能源项目,如果评审通过,就能获得上亿元的补贴资助。”
但董禹全不认为产业化需要这么长时间。他觉得,由企业主导自主创新,会是一条捷径。如果有远见的企业加入到风力发电行业,投资1000万元,建造一个塔高150米、风轮直径50米的风力发电装置,那么,他已经反复论证过的理论就能变成现实。“到那时,一定有许多民间投资加入,也会有人才和外围协作厂家,多方联动,加速推动项目发展。这样,量化中试工程半年至一年可完成,大型1500千瓦风机再需一年就可以据此大规模开展产业化。”董禹全乐观地表示。
“我国沿海一带风力资源丰富,利用这个风力发电装置,每200公里可实现1亿装机容量。我国有1.9万公里的海岸线,完全可以满足整个国家的电力需求。”
董禹全激动地描绘着该项技术的美好前景:“风力是清洁能源。曾有统计,如果大自然风能的1%得到利用,就可以满足人类对能源的所有需求。现在,这个目标已打开了一扇大门。”
他说,目前已有两三家国内知名企业和风险投资企业和他接洽,商谈专利收购事宜。但他并不着急——“我有个更加宏大的前景规划,要充分发挥自己的聪明才智,和有远见的投资商一起,共同推动中国风力发电领先世界。”
“我要解决的是世界能源问题。”董禹全说得这般坚定,这般郑重其事。