環(huán)球今日訊!全新浮動式“海上垂直對轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)”效率可達(dá)水平固定式一倍以上
針對海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì),來自挪威的 World Wide Wind 科技公司,似乎有著相當(dāng)獨(dú)特的見解。隨著入海越深,基于傳統(tǒng)水平軸設(shè)計(jì)的風(fēng)力渦輪機(jī)(HAWT),其劣勢正在愈加顯現(xiàn)。但是該公司的浮動式“對轉(zhuǎn)垂直渦輪機(jī)”(conventional horizontal-axis wind turbines)方案,卻有望通過反向旋轉(zhuǎn)的兩組葉片,將輸出功率提升一倍以上。
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(來自:World Wide Wind Tech AS)
據(jù)悉,傳統(tǒng) HAWT 風(fēng)力渦輪機(jī)需要用到諸多重型部件 —— 包括傳動系統(tǒng)、變速箱、發(fā)電機(jī)、以及巨大的葉片 —— 且需要將它們固定在一根長桿的頂部。
正因如此,想要將傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝到海上浮動平臺上,其挑戰(zhàn)要艱巨得多。有鑒于此,一些工程師和運(yùn)營商開始放眼所謂的垂直(VAWT)風(fēng)力渦輪機(jī)方案。
如圖所示,VAWT 能夠?qū)⒏鹘M葉片向上伸出,并將其余重頭部分設(shè)置在底部,因而設(shè)備傾向于自然直立狀態(tài)。
而在接受來自各個方向的風(fēng)能的時候,它又無需轉(zhuǎn)身迎風(fēng),因而能夠減少 HAWT 方案上的繁重齒輪部件。
在同等微風(fēng)下,通常 VAWT 方案的效率,要較三葉式 HAWT 風(fēng)力渦輪機(jī)要低得多。
但另一方面,我們也可將它放置在更近的地方、而不至于降低性能 —— 意味著 VAWT 可在同一片海洋上發(fā)出更多的電量。
而 World Wide Wind 提出的這套概念新穎的浮動式 VAWT 方案,就是專為在海面上的大規(guī)模可擴(kuò)展性而設(shè)計(jì)的是。
有趣的是,其中安裝在中央葉片上的頂部渦輪機(jī)可以向一個方向旋轉(zhuǎn)。而靠近塔底的另一臺渦輪機(jī),又可朝著不同的方向運(yùn)動。
從某種意義上來說,World Wide Wind 是將兩臺 VAWT 風(fēng)力渦輪機(jī)“合而為一”了 —— 其中一個渦輪機(jī)固定在“轉(zhuǎn)子”上、另一個則安裝在“定子”上。
與靜態(tài)定子相比,對轉(zhuǎn)垂直渦輪機(jī)(CRVT)的旋轉(zhuǎn)速度相對增加了一倍、發(fā)電量也更為顯著。
同時這項(xiàng)設(shè)計(jì)將更重的、以及需要經(jīng)常維護(hù)的部件放置在了主體結(jié)構(gòu)的底部(浮筒下方),靠近系繩和電纜連接處。
但是對于普通人來說,可能并不十分適應(yīng)它的“非完全直立式”設(shè)計(jì),因?yàn)榫薮蟮娘L(fēng)力發(fā)電塔會隨風(fēng)傾斜。
對此,World Wide Wind 解釋稱,葉片被設(shè)計(jì)掃過錐形區(qū)域、有助于減少每個浮動塔下部的湍流尾流,從而使得操作人員可將更多此類裝置部署到指定地點(diǎn)。
而且得益于傾斜能力,該公司的 VAWT 風(fēng)力渦輪機(jī)也能夠更好地抵御突然且猛烈的陣風(fēng)、以及破壞性的振動。
發(fā)電效率方面,明陽智慧能源在業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的、高度 262 米(794 英尺)的 HAWT 競品已可達(dá)到 16 兆瓦。
然而 World Wide Wind 宣稱其 VAWT 方案能夠更加輕松地?cái)U(kuò)展 —— 高度可達(dá)到更驚人的 400 米(1312 英尺),且單機(jī)標(biāo)稱高達(dá) 40 兆瓦。
World Wide Wind 公司代表在接受 Recharge 采訪時稱,其預(yù)估平準(zhǔn)化能源成本(LCoE)低于每兆瓦 50 美元 —— 不到美國能源部設(shè)定的 2027 海上風(fēng)電項(xiàng)目預(yù)期的一半。
目前該公司正在努力通過快速原型設(shè)計(jì)來加速 CRVT 對轉(zhuǎn)垂直風(fēng)力渦輪機(jī)的開發(fā),以期在 2026 年建成并運(yùn)行 3 兆瓦的機(jī)型。如果一切順利,其有望于 2029 年建成 40 兆瓦的更大機(jī)型。
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