工程师竞相设计世界最大离岸风力涡轮机
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意风 于 2010年8月26日 20:52 发表
英国、美国和挪威工程师们正在竞相设计和建造10 MW级巨型风力涡轮机,它有着现有涡轮机两倍的大小和发电量,其巨大的经济规模可能会改变全球能源市场。
英国设计师模仿旋转梧桐叶并得益于浮动采油平台技术的启发,于日前凭借一项革命性设计加入了这场“竞技赛”。英国Arup工程咨询公司正在与一个学术联盟合作设计风力发电机Aerogenerator X(下图),它沿轴旋转,从翼尖到翼梢能延伸至275米,其发电量是标准模型的3倍。这个学术联盟由包括劳斯莱斯、壳牌和英国石油公司在内的众多一流公司资助。据估计,第一批机器将经过两年的测试期,于2013或2014年建成。

美国Clipper风能公司在今年2月也曾宣布将在英格兰东北部建造10 MW级“不列颠尼亚号”风力涡轮机,该公司与美国能源部的国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory)有着紧密联系。
基于常规风力涡轮机的扩大版在英国变得很常见,巨型涡轮机固定在海床后能直立于海平面之上600英尺。如果证明它们在技术上和经济上可行,每个涡轮机能生产足以供应5000-10 000个家庭用电。Clipper公司指出,它们在25年的使用寿命中能产生出相当于200万桶石油所产生的能量。
与此同时,挪威Sway公司正计划建造巨型漂浮涡轮机,它能通过100米深固定于海床上的浮动杆在海中直立。欧盟资助的一个研究项目Upwind也正在研究8-10 MW级涡轮机,其他美国、丹麦的公司正在设计规划9 MW级的机器设备。这三种领先的全尺度原型设计预计将在三年内全部完工。
目前安装使用的最大风力涡轮机大多在3 MW级左右。相比之下,煤炭发电站通常有数千兆瓦的产能。要生产出苏格兰北艾希尔煤炭发电站今年相同的电量,将需要180个巨型风力发电机才能达到。
工程师提到风力发电的关键是规模。如果将传统风力发电机直径扩大1倍,理论上能产生之前4倍的电量,但其重量会变成原来的8倍,并会因此增加成本。大家都广泛认同离岸风能是可再生能源的未来,因为海上的风能很可靠,较大的机器也能进行运输和安装,并且公众很少反对。
在陆地上,大型起重机和叶轮机不得不位于偏远山头,而且要很多年才能拿到规划许可。但是,现代离岸涡轮机相对于陆地设备还要贵30%-50%以上,而且更难维护,也更容易腐蚀。
离岸电力市场预计每年将增长数千亿美元。欧洲风能协会(European Wind Energy Association)于去年预测,欧洲将从现在不到2 GW的海上风力发电规模,发展到2030年超过150 GW的规模。
英国可供大型风力发电场使用的高地空间有限,它在2008年超过了丹麦的海上风力发电规模,现在正以330个离岸风力发电机安装数领先世界。英国有着全球最雄心勃勃的风力资源开发计划——在2012年之前生产12 GW的离岸电能,这相当于目前正在使用的2500个5 MW机器的产能。