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兩葉片風(fēng)機(jī)能否借海上風(fēng)電涅盤(pán)重生？

2019-01-07 來(lái)源：歐洲海上風(fēng)電作者：奧夫少瀏覽數(shù)：1317

由日本新能源和工業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)組織（NEDO）牽頭的財(cái)團(tuán)在日本北九州港完成一臺(tái)3MW示范性漂浮式風(fēng)機(jī)組裝。除了漂浮式技術(shù)，另一個(gè)值得關(guān)注的就是使用了行業(yè)內(nèi)不太主流的兩葉片風(fēng)機(jī)，這讓小編對(duì)該技術(shù)有了新的遐想！

　　這臺(tái)3MW兩葉片示范風(fēng)機(jī)安裝在Ideol“阻尼池”漂浮平臺(tái)上，該漂浮式平臺(tái)建于日立所屬的Sakai造船廠，于6月底拖拽至北九州港。未來(lái)，該試驗(yàn)風(fēng)機(jī)將被拖到離北九州市約15公里的海上安裝地點(diǎn)。

　　NEDO表示，經(jīng)過(guò)短暫的試運(yùn)行后，風(fēng)機(jī)將于今年秋季正式投入運(yùn)行，并將運(yùn)營(yíng)至2021年。該項(xiàng)目旨在驗(yàn)證50米至100米水深的漂浮式海上風(fēng)機(jī)技術(shù)，并降低成本。除了NEDO，日立 Zosen和Ideol之外，該財(cái)團(tuán)的參與者還包括Marubeni Corporation，東京大學(xué)、Eco Power Company、Glocal Inc和九州電力未來(lái)能源公司。

　　兩葉片相較于三葉片的技術(shù)劣勢(shì)

　　在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)剛剛興起的時(shí)候，市場(chǎng)上曾出現(xiàn)過(guò)各種設(shè)計(jì)的兩葉片風(fēng)機(jī)，但從上世紀(jì)80年代末開(kāi)始，三葉片逐步占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。究其原因，主要有以下三點(diǎn)：

　　偏航

　　兩葉片偏航時(shí)，葉輪自由轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)葉片的位置時(shí)而在與地面垂直，時(shí)而與地面水平，而這兩種狀態(tài)下，偏航電機(jī)所需的轉(zhuǎn)矩差距很大，前者遠(yuǎn)小于后者，這就使得兩葉片風(fēng)機(jī)的偏航速度必須十分緩慢，以限制波動(dòng)的動(dòng)態(tài)負(fù)載；而三葉片風(fēng)機(jī)的三個(gè)葉片呈中心對(duì)稱，在偏航時(shí)，所需轉(zhuǎn)矩變化不大，因此偏航速度較兩葉片風(fēng)機(jī)快得多。

　　發(fā)電功率與噪聲

　　風(fēng)機(jī)葉片的噪聲會(huì)隨著葉尖速的增加而迅速增加。在相同轉(zhuǎn)速下，兩葉片風(fēng)機(jī)發(fā)電功率低于三葉片風(fēng)機(jī)；同理，要達(dá)到同樣的發(fā)電功率，兩葉片風(fēng)機(jī)需要更大的轉(zhuǎn)速，葉尖速高得多，噪聲也自然大很多。對(duì)于陸上風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)很大的弊端，畢竟周圍的居民都不愿意受到噪音的干擾。

　　安全性

　　采用下風(fēng)向技術(shù)的兩葉片風(fēng)機(jī)在某些風(fēng)速下會(huì)彈回撞擊到塔架上，類似的案例在2002年曾經(jīng)發(fā)生，對(duì)兩葉片的發(fā)展產(chǎn)生了致命打擊。

　　為什么兩葉片風(fēng)機(jī)會(huì)受到海上風(fēng)電的青睞？

　　上述的幾個(gè)原因中，更高的葉尖速帶來(lái)的更大的噪聲，對(duì)于遠(yuǎn)離人類居住的大海，這似乎不是一個(gè)大的問(wèn)題。而對(duì)于安全性，英國(guó)的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)師已經(jīng)研究出一種受控的轉(zhuǎn)子制動(dòng)策略，可有效降低葉片撞擊塔架的風(fēng)險(xiǎn)。

　　其實(shí)，兩葉片如果能卷土重來(lái)，還要依靠一個(gè)更重要優(yōu)勢(shì)——由于重量減輕帶來(lái)的制造和安裝成本的降低。

　　由于減少一個(gè)葉片，隨之帶來(lái)的是轉(zhuǎn)子、塔架、基礎(chǔ)等一系列設(shè)備和部件的減輕，而這也使得安裝更為容易，這對(duì)設(shè)備重量和安裝技術(shù)十分敏感的海上風(fēng)電來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是非常有利的因素。

　　此外，在臺(tái)風(fēng)天氣下，兩葉片風(fēng)機(jī)可以水平位置停機(jī)，最大程度降低臺(tái)風(fēng)對(duì)風(fēng)機(jī)的破壞。

　　有哪些公司在做兩葉片？

　　對(duì)于國(guó)內(nèi)整機(jī)制造商，大家比較了解的廣東明陽(yáng)一直致力于設(shè)計(jì)和生產(chǎn)兩葉片風(fēng)機(jī)。最早的3MW系列風(fēng)機(jī)采用的兩葉片上風(fēng)向技術(shù)，但在2014年改成了三葉片上風(fēng)向風(fēng)機(jī)。其新型SCD6.5MW超緊湊型兩葉片下風(fēng)向風(fēng)機(jī)2014年底吊裝，目前正在龍?jiān)慈鐤|試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)擴(kuò)建項(xiàng)目中運(yùn)行。

　　在國(guó)外，美國(guó)的Nordic WInd Power公司曾經(jīng)生產(chǎn)過(guò)1MW的兩葉片陸上風(fēng)機(jī)，但這家公司于2012年10月在堪薩斯法院申請(qǐng)破產(chǎn)清算。

　　應(yīng)用于海上風(fēng)電最為著名的兩葉片公司都來(lái)自荷蘭。其中，荷蘭的2-B Energy公司，它于2014年籌集了2650萬(wàn)英鎊，在蘇格蘭海域安裝了兩臺(tái)下風(fēng)向兩葉片6MW風(fēng)機(jī)。

　　之前報(bào)道的兩葉片風(fēng)機(jī)卷土重來(lái)中則重點(diǎn)介紹了Seawind公司采用重力式基礎(chǔ)的6.2MW海上風(fēng)機(jī)運(yùn)輸、安裝動(dòng)畫(huà)視頻。

　　小編寄語(yǔ)

　　任何技術(shù)形式都有自己的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，無(wú)論何種形式都是為了尋找更安全、更可靠、更經(jīng)濟(jì)以及效率更高的海上風(fēng)機(jī)，從而使投資方和利益相關(guān)方的利益最大化。隨著海上風(fēng)電的發(fā)展，只要解決好兩葉片的技術(shù)短板，相信也能在未來(lái)的工程和運(yùn)行實(shí)踐中找到其應(yīng)有的位置。

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