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两叶片风机能否借海上风电涅槃重生?

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-01-08  来源:欧洲海上风电  浏览次数:88
核心提示:由日本新能源和工业技术开发组织(NEDO)牵头的财团在日本北九州港完成一台3MW示范性漂浮式风机组装。除了漂浮式技术,另一个值得关注的就是使用了行业内不太主流的两叶片风机,这让业内人士对该技术有了新的遐想!
  由日本新能源和工业技术开发组织(NEDO)牵头的财团在日本北九州港完成一台3MW示范性漂浮式风机组装。除了漂浮式技术,另一个值得关注的就是使用了行业内不太主流的两叶片风机,这让业内人士对该技术有了新的遐想!
 
  这台3MW两叶片示范风机安装在Ideol“阻尼池”漂浮平台上,该漂浮式平台建于日立所属的Sakai造船厂,于6月底拖拽至北九州港。未来,该试验风机将被拖到离北九州市约15公里的海上安装地点。
 
  NEDO表示,经过短暂的试运行后,风机将于今年秋季正式投入运行,并将运营至2021年。该项目旨在验证50米至100米水深的漂浮式海上风机技术,并降低成本。除了NEDO,日立 Zosen和Ideol之外,该财团的参与者还包括Marubeni Corporation,东京大学、Eco Power Company、Glocal Inc和九州电力未来能源公司。
 
  两叶片相较于三叶片的技术劣势
 
  在风力发电技术刚刚兴起的时候,市场上曾出现过各种设计的两叶片风机,但从上世纪80年代末开始,三叶片逐步占据市场主导地位。究其原因,主要有以下三点:
 
  偏航
 
  两叶片偏航时,叶轮自由转动,两个叶片的位置时而在与地面垂直,时而与地面水平,而这两种状态下,偏航电机所需的转矩差距很大,前者远小于后者,这就使得两叶片风机的偏航速度必须十分缓慢,以限制波动的动态负载;而三叶片风机的三个叶片呈中心对称,在偏航时,所需转矩变化不大,因此偏航速度较两叶片风机快得多。
 
  发电功率与噪声
 
  风机叶片的噪声会随着叶尖速的增加而迅速增加。在相同转速下,两叶片风机发电功率低于三叶片风机;同理,要达到同样的发电功率,两叶片风机需要更大的转速,叶尖速高得多,噪声也自然大很多。对于陆上风机来说,这是一个很大的弊端,毕竟周围的居民都不愿意受到噪音的干扰。
 
  安全性
 
  采用下风向技术的两叶片风机在某些风速下会弹回撞击到塔架上,类似的案例在2002年曾经发生,对两叶片的发展产生了致命打击。
 
  为什么两叶片风机会受到海上风电的青睐?
 
  上述的几个原因中,更高的叶尖速带来的更大的噪声,对于远离人类居住的大海,这似乎不是一个大的问题。而对于安全性,英国的风机设计师已经研究出一种受控的转子制动策略,可有效降低叶片撞击塔架的风险。
 
  其实,两叶片如果能卷土重来,还要依靠一个更重要优势——由于重量减轻带来的制造和安装成本的降低。
 
  由于减少一个叶片,随之带来的是转子、塔架、基础等一系列设备和部件的减轻,而这也使得安装更为容易,这对设备重量和安装技术十分敏感的海上风电来说,无疑是非常有利的因素。
 
  此外,在台风天气下,两叶片风机可以水平位置停机,最大程度降低台风对风机的破坏。
 
  有哪些公司在做两叶片?
 
  对于国内整机制造商,大家比较了解的广东明阳一直致力于设计和生产两叶片风机。最早的3MW系列风机采用的两叶片上风向技术,但在2014年改成了三叶片上风向风机。其新型SCD6.5MW超紧凑型两叶片下风向风机2014年底吊装,目前正在龙源如东试验风电场扩建项目中运行。
 
  在国外,美国的Nordic WInd Power公司曾经生产过1MW的两叶片陆上风机,但这家公司于2012年10月在堪萨斯法院申请破产清算。
 
  应用于海上风电最为著名的两叶片公司都来自荷兰。其中,荷兰的2-B Energy公司,它于2014年筹集了2650万英镑,在苏格兰海域安装了两台下风向两叶片6MW风机。
 
  之前报道的两叶片风机卷土重来中则重点介绍了Seawind公司采用重力式基础的6.2MW海上风机运输、安装动画视频。
 
  任何技术形式都有自己的优势和劣势,无论何种形式都是为了寻找更安全、更可靠、更经济以及效率更高的海上风机,从而使投资方和利益相关方的利益最大化。随着海上风电的发展,只要解决好两叶片的技术短板,相信也能在未来的工程和运行实践中找到其应有的位置。(奥夫少)
 
 
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