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作品名称：静界•零摩擦发电计划：磁悬浮 VAWT的农村屋顶绿能生态
学校名称：巢湖学院
参赛队伍：静界队
队伍编号：214184
参赛学生：何子豪张佳俊陈仔凡
指导老师：王玉勤
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

一.开发背景

面对“双碳”战略下分布式风电的迫切需求，传统风力发电机因机械摩擦损耗高、低风速启动难、捕风效率固定、噪音大等固有瓶颈，难以在城乡低风速场景下规模化应用。尤其固定桨距叶片无法在变化的风况中始终保持最佳迎风角度，导致风能捕获效率低下，且在强风时存在过载风险。本产品旨在通过磁悬浮无接触传动与智能变桨距调节两大核心技术的融合，打造一款高效率、高适应性、高可靠性的新一代垂直轴微型风力发电系统。

二.结构说明

本系统是一个高度集成的发电单元，核心结构包括：

1.风轮模块：采用Darrieus型垂直轴风力涡轮，配备3D打印的碳纤维复合材料叶片（单重<1.2kg），并在叶片根部集成微型伺服变桨机构。

2.传动与发电模块：采用钛合金中心轴与混合磁悬浮轴承（由Halbach永磁阵列与电磁线圈构成）实现转子无接触悬浮，并与永磁同步发电机构成直驱系统。

4.智能控制模块：为核心“大脑”，集成了风速/风向传感器、主控制器（内含MPPT与LSTM算法）、磁轴承控制器及变桨距控制器。

4.支撑结构：采用轻量化折叠式塔架，整机重量控制在35kg以内，便于屋顶安装。

三.功能与使用说明

1.即装即用：产品出厂前已完成预调试，用户只需按照指南完成塔架组装与固定，接通电源即可进入工作状态，支持离网与并网两种供电模式。

2.全自动运行：系统上电后自动完成悬浮自检。运行时，变桨系统根据实时风速风向动态调整叶片角度，确保在低风速下高效启动，在额定风速下最大化捕能效率，在强风下自动顺桨以保证安全。所有数据通过LoRa无线传输至云端平台，用户可通过手机App或网页端实时查看发电数据与设备健康状态，实现“无人值守”的智能运维。