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500米高!50兆瓦全世界最大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)即將問世!

2017-07-05 來源:搜狐網(wǎng) 瀏覽數(shù):902

Loth團(tuán)隊(duì)計(jì)劃設(shè)計(jì)一個(gè)擁有200米長(zhǎng)度葉片的50兆瓦風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng),如果能夠成功,該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能量將會(huì)比現(xiàn)有設(shè)備強(qiáng)10倍。

美國(guó)風(fēng)能產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展。過去9年,該國(guó)可再生能源的總量增長(zhǎng)了3倍多,其中風(fēng)能和太陽能(000591)占多數(shù)。現(xiàn)在,他們計(jì)劃利用更多的風(fēng)能,而降低其成本的最佳方式之一是建造更大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。這正是由弗吉尼亞大學(xué)研究人員帶領(lǐng)的包括6個(gè)機(jī)構(gòu)在內(nèi)的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)正在設(shè)計(jì)全世界最大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原因,該風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)高500米,比美國(guó)帝國(guó)大廈還高約57米。
  風(fēng)機(jī)的發(fā)電量取決于規(guī)模和高度,其電力一般在1到5兆瓦之間,位于較高電量一端時(shí),它們足以為1100戶人家提供電量。隨著發(fā)電規(guī)模的變化,現(xiàn)在的風(fēng)機(jī)高度通常在70米,其葉片長(zhǎng)約50米,比15至20年前大多了。“使用更大規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原因與經(jīng)濟(jì)有很大關(guān)系”,紐約州立大學(xué)布法羅分校機(jī)械與航空航天工程(603698)學(xué)院助理教授John Hall解釋說,原因之一是大型葉片的發(fā)電量更大、在較高海拔時(shí)更加穩(wěn)定,因此成本效益更佳。為此,該巨型風(fēng)力發(fā)電機(jī)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、能源部高級(jí)研究計(jì)劃局的Eric Loth說,用更高的風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠“捕集更多能量”。
  風(fēng)能專家表示“越大越好”還有另外一個(gè)原因:更長(zhǎng)的葉片還能更有效地捕捉風(fēng)能,而更高的塔樓則能擁有更長(zhǎng)的葉片。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電量與其“掃略面積”——風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所覆蓋的區(qū)域——直接相關(guān),馬薩諸塞大學(xué)羅威爾分校風(fēng)能中心主任、機(jī)械工程師Christopher Niezrecki解釋說。這一關(guān)系并非線性的,如果葉片長(zhǎng)度加倍,Niezrecki解釋說,一個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)將能產(chǎn)生4倍的能量。他指出,更大風(fēng)力發(fā)電機(jī)的“切入”速度——它們能夠開始產(chǎn)生能量時(shí)的風(fēng)速——也較低一些。
  Loth團(tuán)隊(duì)計(jì)劃設(shè)計(jì)一個(gè)擁有200米長(zhǎng)度葉片的50兆瓦風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng),如果能夠成功,該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能量將會(huì)比現(xiàn)有設(shè)備強(qiáng)10倍。不過科學(xué)家并不打算僅擴(kuò)大傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)模,他們想改變的是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常有三個(gè)葉片,但是為了減輕風(fēng)機(jī)重量并降低成本,這個(gè)超大風(fēng)力發(fā)電機(jī)將葉片數(shù)量縮減到兩個(gè)。Loth說,減少葉片的數(shù)量通常會(huì)讓一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)降低效率,但他所在團(tuán)隊(duì)正在利用一個(gè)先進(jìn)的風(fēng)機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì),該設(shè)計(jì)可以在很大程度上彌補(bǔ)相應(yīng)的損失。

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