非同尋常的塔式反向旋轉浮動風力渦輪機將在挪威投入測試
一種極具創新性的渦輪機即將在挪威投入測試,將離岸風力發電的成本降低一半。這台19 公尺(62 英尺)、30 千瓦、反向旋轉的垂直軸渦輪機是一種設計原型,可以擴展到前所未有的尺寸和功率。
大多數風力渦輪機看起來就像一根棍子上的螺旋槳,但一旦你把這個概念帶入深海(世界上絕大多數最好的風力資源都在深海)並將其放大,這種設計就越來越不合理了。所有的重物都在頂部,頭重腳輕,因此要建造和維護一個不會在風中傾覆的浮動版本既困難又昂貴。
正因為如此,World Wide Wind(WWW)公司的反向旋轉VAWT 才是令人著迷的替代方案。所有的重型發電機都安裝在底部,事實上,是安裝在水下,低於渦輪機的浮橋。這就在底部增加了足夠的重量,使整個設備不會頂入水中,只需要一組繫泊錨。
反向旋轉浮動VAWT 剖析圖/World Wide Wind
發電機的轉子和定子隨後連接到一對垂直軸渦輪機上,每個渦輪機都有三個葉片,與塔架主軸成45 度。下部渦輪機朝一個方向旋轉,上部渦輪機則朝另一個方向旋轉,上部渦輪機則安裝在下部渦輪機中間的一根桿上。
葉片簡單而固定,可以從風力中獲得大部分有用的扭矩,就像帆船一樣。
WWW首席技術官漢斯-伯恩霍夫(Hans Bernhoff)在去年的一次採訪中告訴我們:”只有在直接逆風或直接順風的情況下,它才不會追上速度。當垂直軸葉片旋轉時,它或多或少會在360 度的300 度上獲得扭矩”。
發電機的阻力可以透過微秒管理來控制渦輪機的轉速。因此,無論風向如何,浮動雙VAWT都會被動地傾斜到最佳角度,兩個渦輪機開始朝相反的方向轉動,從而有效地將”定子”中”轉子”的轉動速度提高一倍。
前WWW 執行長特龍-盧達爾(Trond Lutdal)告訴我們:「可以認為這是一種將發電量增加一倍的方法,也可以認為是一種將發電機成本降低一半的方法。因此,它的成本更低,可擴展性更強,而且任何維護都是在底部進行,而不是在數百英尺高的空中。”
這種風塔可以擴展到前所未有的規模和功率。
風對結構產生的扭力被兩個相反的旋轉有效中和。此外,每個轉子的錐形掃描降低了葉片尖端的速度,並減少了後面產生的尾流效應,因此在實際的風力發電場中,該公司表示它們可以部署在更近的距離,從給定的區域產生更多的能量,並減少連接電纜。
WWW 公司表示,利用一些有趣的材料選擇,該公司看到了將這些設備擴展到400 公尺(1312 英尺)高的清晰路徑,屆時單一塔架可產生40 兆瓦的巨大能量,幾乎是世界上最大風力渦輪機能量的兩倍,更重要的是,到2027 年,它可將海上風力發電的平準化能源成本(LCoE)大幅降至50 美元/兆瓦時以下,這還不到普通水平軸塔架成本的一半。
因此,它們的前景非常令人興奮,也非常引人入勝,這也是為什麼我們很高興地聽說該團隊已經與挪威最大的工業建築集團之一AF Gruppen 簽署了一份協議,開始測試一個小規模的原型。
AF Gruppen 公司與World Wide Wind 公司簽署了一項協議,將對該設備的第一台原型機進行測試。
19 公尺長的樣機將在AF 位於瓦茨的環境基地進行測試,該基地坐落在挪威東南海岸美麗得令人心碎的峽灣岸邊的深山中。這正是斯拉爾蒂巴特法斯特最偉大、最複雜的作品。
該公司表示,下一個原型機將是更大的1.5兆瓦試驗機,計劃於2025年初開始測試,並希望在2030年前推出24兆瓦的商用渦輪機,如果今天推出,這將是世界上最大的海上渦輪機。
WWW 新任執行長比約恩-西蒙森(Bjørn Simonsen)在一份新聞稿中表示:「我們非常榮幸能與AF Gruppen 合作測試我們的第一台原型機。我們非常感謝AF 團隊迄今為止給予我們的支持,也非常感謝他們讓我們使用他們在Vats 的院子進行測試。”