歐洲各國愛上風力發電，在海上建超大型風力發電站

　　2018-04-04 07:02:37　來源: 網易科技報道

　　（原標題：Reaping the wind with the biggest turbines ever made）

　　

　　網易科技訊 4月4日消息，據國外媒體報道，2016年當工程師Lukasz Cejrowski看著當時世界上最大的風力渦輪發電機葉片安裝到原型塔上時，他站在前面留下了一張自拍照。

　　「真是太神奇了，」他說，笑著回憶起那一刻，「有種幸福的感覺——『是的，它很有用，它很安靜。'」

　　

　　圖示：工程師Lukasz Cejrowski表示，建造世界上最大的渦輪發電機葉片感覺「震驚」

　　當時由丹麥公司LM風力發電公司製造的葉片長達88.4米（290英尺），比空中客車A380的翼展還要大，幾乎相當於兩個奧運會規模游泳池的長度。這種巨大葉片的掃掠區域將覆蓋整個羅馬斗獸場。

　　但風力渦輪發電機行業正在迅速發展。

　　在短短几年內，這些葉片可能會被該公司的下一個項目超越——107米長的巨型葉片。

　　LM Wind Power隸屬於全球工程公司通用電氣（GE），該公司在3月份宣布，有望在2020年前開發一台12MW（兆瓦）的巨型風力發電機組。

　　這種規模的單一渦輪發電機高260米，產生的電力足夠為16,000個家庭供電。

　　

　　圖示：超大型風力渦輪發電機組的葉片大得驚人

　　世界上目前正在運行的最大風力發電機組的功率要比它低3分之一，總發電量僅為8MW。而包括西門子在內的多家公司正在研製10MW風力渦輪發電機。

　　對於風力發電機來說，其尺寸很重要。

　　這是因為更大的渦輪機能夠捕獲更多的風能。越是在高海拔地區，更大尺寸的渦輪發電機所獲得的風能就更加穩定。

　　但設計和製造這種尺寸的葉片是關於工程學的重大壯舉。

　　Cejrowski指出，理論上可以使用金屬製造葉片，但這樣的話整個風力發電機將過於昂貴和沉重。因此他們使用碳纖維和玻璃纖維的混合物材料製造葉片。

　　首先，他們為每個葉片分別製造玻璃纖維和聚酯外殼，然後在其中添加翼梁帽，這種特定長度的強化材料會放置在每段外殼的內部。

　　為此，Cejrowski領導的團隊使用玻璃碳複合材料，在其中注入一種特殊的硬化樹脂。

　　這些超大型葉片經過各種測試。葉片原型在風洞中被反覆彎曲，拉伸，衝擊，並且在「疲勞測試」期間，快速地來回彎曲數百萬次以模擬使用壽命。他們還測試了雷擊環境。

　　世界上最大的風力渦輪機通常安裝在近海而不是陸地。這樣就避免給人們造成不必要的麻煩，並且能夠利用海上充沛的風能。

　　據相關報道，英國國內發電量的三分之一以上都是由風力發電實現。

　　

　　圖示：這種超大型葉片由複合材料製成，因此可以在強風中承受大幅彎曲。

　　海上風電的潛力促使一些人思考在距離陸地數英里的海域大規模建造未來風電場的計劃。

　　美國研究人員最近表示，在北大西洋建造一個巨型風力發電場，可以利用大量尚未開發的風能。

　　另外，荷蘭TenneT公司已經開發了一個可以建在北海淺水區Dogger Bank的大型風力發電場概念。

　　它將包括一個可以放置變電站的人工島，並且擁有數百颱風力渦輪發電機組，為包括英國，荷蘭，德國，丹麥和瑞典在內的國家供電。

　　該公司表示，它的總容量可達30GW（千兆瓦）。

　　綜合來看，整個英國的日均電力需求為36GW。

　　

　　圖示：海上風電場需要大規模的變電站，圖中為將要設置在波羅的海的變電站

　　西門子風力發電部門前任總工程師Henrik Stiesdal現在在丹麥技術大學工作，他說建造超大型離岸風力發電站有很多好處。

　　「如果你和風力渦輪發電機的距離超過40公里（25英里），地球的曲率意味著渦輪發電機將低於地平線，」他說。

　　Stiesdal表示，包括他自己的機構和牛津大學在內的多個組織正在努力使海上風機基礎架構更便宜。

　　其中一個想法是開發在工廠能夠大批量生產廉價的浮動平台。

　　但是如果基礎平台的成本確實能夠降下來，那麼安裝更多的小型風機而不是更少的大型風機可能更具有成本效益。

　　「只要基礎設施的成本高企不下，對超大型風力渦輪發電機的追逐就會繼續下去，」他解釋說。

　　他認為，由於客觀原因，單個風力渦輪機的規模不太可能超過12MW。

　　

但是，建造包含許多小型渦輪發電機的海上風電場的突出問題是，需要在海上進行維修和維護的設備過多，而這種情況通常是不適宜的。

　　

　　圖示：空氣動力學是高效風力發電的關鍵

　　行業協會Wind Europe的Joel Meggelaars表示，尤其是在歐洲，在不遠的將來預計海上風電場將繼續增加。

　　「通用電氣的計劃無疑是迄今為止我們聽說過的最大的渦輪風力發電機，」在談到計劃中的12MW風機時表示。

　　Wind Europe稱，2017年上半年歐洲風電供應量超過總電量的11％。

　　Meggelaars預計，隨著風力發電機組安裝數量的增加，這一比例將會繼續增長。

　　「2019年我們預計將會看到海上風電場的安裝紀錄再次被打破，約為4GW。目前大部分海上風電場都在英國和德國。」

　　他補充說，像Dogger Bank這種未來項目主要障礙是政府之間必須相互合作。這樣的風電場可能需要數十年才能開始建造。

　　與此同時，越來越多大型風力渦輪發電機的出現會帶來風力發電成本的下降，Meggelaars表示。

　　「更大風力渦輪發電機的出現絕對是個好消息」他解釋說，「這將使可再生能源更便宜。」（晗冰）