美國將建世界最大風力發電機
來源：電力資訊 日期：2017-07-07
美國風能產業飛速發展。過去9年，該國可再生能源的總量增長了3倍多，其中風能和太陽能占多數。現在，他們計劃利用更多的風能，而降低其成本的最佳方式之一是建造更大的風力發電機。這正是由弗吉尼亞大學研究人員帶領的包括6個機構在內的聯合團隊正在設計全世界最大的風力發電機的原因，該風力發電機機高500米，比美國帝國大廈還高約57米。
風機的發電量取決于規模和高度，其電力一般在1到5兆瓦之間，位于較高電量一端時，它們足以為1100戶人家提供電量。隨著發電規模的變化，現在的風機高度通常在70米，其葉片長約50米，比15至20年前大多了。“使用更大規模的風力發電機的原因與經濟有很大關系”，紐約州立大學布法羅分校機械與航空航天工程學院助理教授John Hall解釋說，原因之一是大型葉片的發電量更大、在較高海拔時更加穩定，因此成本效益更佳。為此，該巨型風力發電機項目負責人、能源部高級研究計劃局的Eric Loth說，用更高的風力發電機能夠“捕集更多能量”。
風能專家表示“越大越好”還有另外一個原因：更長的葉片還能更有效地捕捉風能，而更高的塔樓則能擁有更長的葉片。風力發電機的電量與其“掃略面積”——風機葉片旋轉所覆蓋的區域——直接相關，馬薩諸塞大學羅威爾分校風能中心主任、機械工程師Christopher Niezrecki解釋說。這一關系并非線性的，如果葉片長度加倍，Niezrecki解釋說，一個風力發電系統將能產生4倍的能量。他指出，更大風力發電機的“切入”速度——它們能夠開始產生能量時的風速——也較低一些。
Loth團隊計劃設計一個擁有200米長度葉片的50兆瓦風電發電系統，如果能夠成功，該風力發電機的能量將會比現有設備強10倍。不過科學家并不打算僅擴大傳統設計的規模，他們想改變的是風力發電機的結構。風力發電機通常有三個葉片，但是為了減輕風機重量并降低成本，這個超大風力發電機將葉片數量縮減到兩個。Loth說，減少葉片的數量通常會讓一個風力發電機降低效率，但他所在團隊正在利用一個先進的風機氣動設計，該設計可以在很大程度上彌補相應的損失。
