兩葉片風(fēng)機能否借海上風(fēng)電涅槃重生

2018-08-14 來源：歐洲海上風(fēng)電瀏覽數(shù)：3352

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

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

　　NEDO表示，經(jīng)過短暫的試運行后，風(fēng)機將于今年秋季正式投入運行，并將運營至2021年。該項目旨在驗證50米至100米水深的漂浮式海上風(fēng)機技術(shù)，并降低成本。除了NEDO，日立 Zosen和Ideol之外，該財團還包括Marubeni Corporation，東京大學(xué)、Eco Power Company、Glocal Inc和九州電力未來能源公司。

　　兩葉片相較于三葉片的技術(shù)劣勢

　　在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)剛剛興起的時候，市場上曾出現(xiàn)過各種設(shè)計的兩葉片風(fēng)機，但從上世紀(jì)80年代末開始，三葉片逐步占據(jù)市場主導(dǎo)地位。究其原因，主要有以下三點：

　　1. 偏航

　　兩葉片偏航時，葉輪自由轉(zhuǎn)動，兩個葉片的位置時而在與地面垂直，時而與地面水平，而這兩種狀態(tài)下，偏航電機所需的轉(zhuǎn)矩差距很大，前者遠小于后者，這就使得兩葉片風(fēng)機的偏航速度必須十分緩慢，以限制波動的動態(tài)負載；而三葉片風(fēng)機的三個葉片呈中心對稱，在偏航時，所需轉(zhuǎn)矩變化不大，因此偏航速度較兩葉片風(fēng)機快得多。

　　2. 發(fā)電功率與噪聲

　　風(fēng)機葉片的噪聲會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)機發(fā)電功率低于三葉片風(fēng)機；同理，要達到同樣的發(fā)電功率，兩葉片風(fēng)機需要更大的轉(zhuǎn)速，葉尖速高得多，噪聲也自然大很多。對于陸上風(fēng)機來說，這是一個很大的弊端，畢竟周圍的居民都不愿意受到噪音的干擾。

　　3. 安全性

　　采用下風(fēng)向技術(shù)的兩葉片風(fēng)機在某些風(fēng)速下會彈回撞擊到塔架上，類似的案例在2002年曾經(jīng)發(fā)生，對兩葉片的發(fā)展產(chǎn)生了致命打擊。

　　為什么兩葉片風(fēng)機會受海上風(fēng)電的青睞？

　　正如上述所講，更高的葉尖速帶來的更大的噪聲，但對于遠離人類居住的大海，這似乎不是一個大的問題。并且英國的風(fēng)機設(shè)計師已經(jīng)研究出一種受控的轉(zhuǎn)子制動策略，可有效降低葉片撞擊塔架的風(fēng)險。

　　其實，兩葉片如果能卷土重來，還要依靠一個更重要優(yōu)勢--由于重量減輕帶來的制造成本降低。

　　由于減少一個葉片，隨之帶來的是轉(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，這對設(shè)備重量和安裝技術(shù)十分敏感的海上風(fēng)電來說，無疑是非常有利的因素。

　　此外，在臺風(fēng)天氣下，兩葉片風(fēng)機可以水平位置停機，最大程度降低臺風(fēng)對風(fēng)機的破壞。

　　有哪些公司在做兩葉片？

　　對于國內(nèi)整機制造商，大家比較了解廣東明陽一直致力于設(shè)計和生產(chǎn)兩葉片風(fēng)機。最早的3MW系列風(fēng)機采用的兩葉片上風(fēng)向技術(shù)，但在2014年改成了三葉片上風(fēng)向風(fēng)機。其新型SCD6.5MW超緊湊型兩葉片下風(fēng)向風(fēng)機2014年底吊裝，目前正在龍源如東試驗風(fēng)電場擴建項目中運行。

　　國內(nèi)鮮有耳聞的是遠景的唯一一臺兩葉片試驗風(fēng)機。早在2012年10月，遠景就在丹麥豎立了這臺EN128/3.6MW直驅(qū)型風(fēng)機，但在2013年夏天發(fā)現(xiàn)接近輪轂處的殼體出現(xiàn)裂縫后進行了拆除。

　　在國外，美國的Nordic WInd Power 公司曾經(jīng)生產(chǎn)過1MW的2葉片陸上風(fēng)機，但這家公司于2012年10月在堪薩斯法院申請破產(chǎn)清算。但應(yīng)用于海上風(fēng)電最為著名的兩葉片公司都來自荷蘭。其中，荷蘭的2-B Energy公司，它于2014年籌集了2650萬英鎊，在蘇格蘭海域安裝了兩臺下風(fēng)向兩葉片6兆瓦風(fēng)機。

　　之前報道的兩葉片風(fēng)機卷土重來中則重點介紹了Seawind公司采用重力式基礎(chǔ)的6.2MW海上風(fēng)機運輸、安裝動畫視頻。

　　作者寄語

　　任何技術(shù)形式都有自己的優(yōu)勢和劣勢，無論何種形式都是為了尋找更安全、更可靠、更經(jīng)濟以及效率更高的海上風(fēng)機，從而使股東和利益相關(guān)方利益最大化。隨著的海上風(fēng)電的發(fā)展，只要解決好兩葉片的技術(shù)短板，相信也能在未來的工程和運行實踐中找到其應(yīng)有的位置。

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