美國弗吉尼亞大學團隊擬研發(fā)全球最大風力渦輪機塔高500米
在過去的九年里,美國可再生能源發(fā)電量增長了2倍多,風能和太陽能為主要新能源驅(qū)動。企業(yè)如果想更大程度的降低風力發(fā)電成本,那么最好的辦法就是建造更大的渦輪機。目前市場上見到的渦輪機大多數(shù)都是標準的70米風
在過去的九年里,美國可再生能源發(fā)電量增長了2倍多,風能和太陽能為主要新能源驅(qū)動。企業(yè)如果想更大程度的降低風力發(fā)電成本,那么最好的辦法就是建造更大的渦輪機。目前市場上見到的渦輪機大多數(shù)都是標準的70米風電塔,葉片長度約50米的樣子。為了追求更低的清潔能源發(fā)電成本,弗吉尼亞大學研究人員領(lǐng)導的6個機構(gòu)組成的聯(lián)盟正在設(shè)計全球最大的風力渦輪機,高度為500米,比帝國大廈還高50多米。
從經(jīng)濟學的角度來講,塔的高度越大,使用的渦輪機葉片就大,葉片越大能夠捕捉到的風就更穩(wěn)定有效。實踐證明,渦輪機的發(fā)電能力與它的清掃區(qū)(葉片旋轉(zhuǎn)所覆蓋的圓形區(qū)域)有關(guān),如果渦輪機葉片長度增加1倍,系統(tǒng)就能夠產(chǎn)生4倍的能量。

SUMR項目概念(圖:Chao Qin)
該團隊計劃設(shè)計一個50兆瓦的系統(tǒng),該系統(tǒng)將擁有500米的風力發(fā)電塔,和兩個長達200米的葉片(常規(guī)的風力渦輪機葉片為3個),該團隊想通過從根本上改變渦輪機的結(jié)構(gòu)來降低結(jié)構(gòu)重量和建造成本,如果該項目研究成功單塔發(fā)電能力將超過現(xiàn)有設(shè)備的10倍。理論上,減少葉片的數(shù)量會降低渦輪機的發(fā)電效率,該團隊使用了一種先進的空氣動力設(shè)計,通過該新型設(shè)計來彌補這些能量的損失。
該團隊表示,這種大型渦輪機至少要安裝在離岸80公里的地方,這些地區(qū)首先風力大,其次噪音污染小,不會影響到陸地上居民的生活。考慮到海上颶風的因素,該團隊對渦輪機的結(jié)構(gòu)制定了一個新的設(shè)計方案。自然界有有種植物叫:棕櫚樹。這種植物非常高,但結(jié)構(gòu)很輕,如果風吹得很猛,樹干就會彎曲。該團隊將按照這種思路,設(shè)計一種新型概念風力渦輪機,以使其具備更大的靈活性。
該團隊在設(shè)計中,將兩個葉片設(shè)計與渦輪塔的下風處,有點像棕櫚樹,葉片會隨著風向的改變而改變形狀,當葉片以順風的角度向后彎曲時,葉片會適應(yīng)高速,并開始折疊,所以它們的動力力就會減弱,因此不需要使用更重或更強的材料來建造,這樣可以使用更少的材料。這種設(shè)計減少了強風將旋轉(zhuǎn)的葉片彎曲到塔上的可能性,同時也避免了整個結(jié)構(gòu)破壞掉的可能性。

責任編輯:電小二
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