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有抱負(fù)的風(fēng)電企業(yè)都在燒錢搞超導(dǎo)技術(shù)

2015-07-25 來源:領(lǐng)能知道 瀏覽數(shù):1094

 

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目前看來,通往10MW級(jí)別及以上的風(fēng)電機(jī)組的道路,幾乎別無他路,但這條路十分難走。難就難在,導(dǎo)體只有在低溫環(huán)境下才有超導(dǎo)特性。最開始科學(xué)家是發(fā)現(xiàn)汞在-268.98℃時(shí)變成超導(dǎo)體,之后又經(jīng)過幾十年的努力,到了1987年,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在溫度為77K時(shí)釔鋇銅氧具有超導(dǎo)特性。這個(gè)溫度對(duì)應(yīng)我們常用的攝氏度,接近-200度,試想在工業(yè)應(yīng)用時(shí),要保持-200度的低溫,為此付出的成本將多么高昂。
  因此工程師和科學(xué)家們將攻關(guān)重點(diǎn)放在兩個(gè)地方:一是想辦法以低廉的成本創(chuàng)造低溫環(huán)境;二是以各類手段尋找高溫超導(dǎo)體。在下游應(yīng)用領(lǐng)域,風(fēng)電行業(yè)表現(xiàn)十分積極,投入了大量的人力、物力、智力。
  永磁發(fā)電機(jī)帶領(lǐng)風(fēng)電行業(yè)成功走向了5MW級(jí)別,但再進(jìn)一步邁向10MW級(jí)別,永磁直驅(qū)或者雙饋風(fēng)機(jī)都難堪大任。因?yàn)樵谀壳暗募夹g(shù)條件下,8/10MW是一個(gè)門檻,如果想更大一點(diǎn)兒,發(fā)電機(jī)的尺寸和重量就會(huì)嚇?biāo)廊耍瑳]法更大了。
  超導(dǎo)技術(shù)是當(dāng)前唯一可以解決發(fā)電機(jī)過大過重的技術(shù)。超導(dǎo)體的零電阻特性不僅解決了散熱問題,而且由于電流密度較傳統(tǒng)電機(jī)提高數(shù)倍乃至數(shù)十倍,功率密度將會(huì)大幅提升。因此,同樣功率條件下,超導(dǎo)發(fā)電機(jī)的重量、體積和材料消耗將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)。
  對(duì)下一代風(fēng)機(jī)技術(shù)的沖鋒已經(jīng)開始,堂吉訶德大戰(zhàn)風(fēng)車的故事在歐洲、美國、中國輪番上演,但各方的戰(zhàn)略目標(biāo)卻并不相同。
  全球最早的10MW風(fēng)機(jī)ST10
  ST10由挪威公司Sway設(shè)計(jì)研發(fā),這家公司的成立使命就是研發(fā)10MW風(fēng)機(jī),從2005年開始,他們一直醉心于研發(fā)10MW的風(fēng)機(jī)。
  Sway ST10渦輪機(jī)有一個(gè)大直徑的永久磁鐵環(huán)式無鐵芯發(fā)電機(jī),直接由渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)。該系統(tǒng)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比重量顯著減少,消耗更少的能源成本,特別適合離岸安裝。
  ST10的主要優(yōu)勢(shì)是節(jié)省稀土,比傳統(tǒng)的永磁直驅(qū)式發(fā)電機(jī)能夠節(jié)省35-40%的稀土成本;此外,結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化,使得發(fā)電機(jī)重量比傳統(tǒng)同樣大小的永磁直驅(qū)式發(fā)電機(jī)輕55-60%。總體節(jié)省的成本約為20%左右。
  ST10功率10MW,轉(zhuǎn)子直徑164米,葉片長(zhǎng)度67米,截至2012年年底,Sway已投入了超過20百萬歐元研發(fā)ST10。ST10樣機(jī)計(jì)劃安裝在挪威西海岸,項(xiàng)目已經(jīng)獲得挪威政府批準(zhǔn)。

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超導(dǎo)技術(shù)
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