刀片不能旋转得太快

2023 年,距英格兰东北部海岸约 100 英里的地方,世界上最大的风力涡轮机将开始发电。Dogger Bank 海上风电场开发的第一阶段使用了通用电气的该涡轮机从海面到叶片尖端最高点的高度超过四分之一公里。接下来:埃菲尔大小的涡轮机?GE 可再生能源

大型涡轮机、廉价电力

距离英国第一座正规的海上风电场在北威尔  WhatsApp 号码数据 士海岸建成仅过去了 20 年。其涡轮机在理想条件下每台都能够产生 2 兆瓦 (MW) 的电力 – 在当时被认为是巨大的。相比之下,Haliade X 能够产生 13MW 的电力,而 15MW 的涡轮机只需要一两年的时间就能建成。

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那么,为什么风力涡轮机的尺寸会如此迅速地增大?它们的尺寸到底有极限吗?简而言之,第一个答案是降低能源成本,第二个答案是必须有一个极限——但目前还没有人给出一个具体数字。

就在五年前,海上风电行业曾希望到 2020 年将英国海域新项目的能源价格降至每兆瓦时 100 英镑以下。即便达到这一水平,与其他类型的发电相比,这些项目仍需依赖政府补贴才能实现经济可行性。

但事实上,成本迅速下降,以至于海上风电场开发商很快就承诺以低得多的价格出售电力。如今,开发商正在建造 Dogger Bank 等风电场,他们承诺将电价定在每兆瓦时 50 英镑以下。这使得海上风电与其他形式的发电相比具有竞争力,从而有效地消除了补贴的需要。降低这些成本的主要因素是涡轮机尺寸。越来越大的涡轮机进入市场的速度比业内几乎所有人预期的都要快。

刀片不能旋转得太快

理论上,涡轮机可以继续变大。毕竟,更大的叶片 德里的私家车和司机:您的无缝旅行体验之门  在旋转时可以从更大面积的风中提取能量,从而产生更多的电力。但工程上也存在一些限制。其中一个限制是叶片与雨滴和海浪碰撞时会腐蚀叶片。就目前的设计而言,叶片尖端的速度必须限制在每秒 90 米(相当于每小时 200 英里以下),以避免腐蚀。因此,随着涡轮机越来越大,叶片越来越长,转子的转速必须越来越慢。

降低转子速度的后果是,为了产生相同的功率,叶片必须更大程度地偏转风力。这会导致整个涡轮机受到的力大大增加。我们可以解决这些高力问题,但只能通过增加涡轮机的重量和成本来应对。这意味着涡轮机变得无利可图的点——即额外的成本不再值得为额外的发电量付出的点——比允许叶片尖端更快达到。

此外,叶片越长,就越柔韧。这使得完全控制叶片周围风的空气动力学变得更加困难,也更难确保叶片在极端风力条件下不会撞击涡轮机塔架。我确信涡轮机将变得更大,但我怀疑其速度会比近年来慢。如果涡轮机部署在离岸 100 英里的地方,会有人关心吗?毕竟,公众不会去那里观看它们。

物流限制

不过,从长远来看,这些工程难题或许 亚洲电子邮件列表  可以得到解决。这意味着风力涡轮机的尺寸更有可能受到制造、安装和操作问题的限制,而不是涡轮机设计的任何物理限制。

仅仅是将叶片和塔架从工厂运送到现场并在到达现场后组装涡轮机就带来了巨大的挑战。这些大本钟大小的叶片必须完整地运输。这需要巨大的港口、巨型船只和能够在远离海岸的地方安全可靠地运行的起重机。这很可能是极限所在。

英国的情况确实存在这些限制,因为,非常适合发电。尽管如此,英国仍有可能无法实现其雄心勃勃的目标,即到 2030 年将海上风电发电能力增加三倍以上。

这并不是因为技术或缺乏海上场地。而是因为该行业无法足够快地制造涡轮机,而且港口基础设施和安装船、合适的起重机和具备必要技能的工人的数量可能也不够。

因此,如果英国想要最大限度地利用迄今为止的巨大成功为经济带来利益,那么现在的重点需要从单纯降低成本转向发展工人技能和海上风电供应链。

我确信涡轮机将变得更大,但我怀疑其速度会比近年来慢。如果涡轮机部署在离岸 100 英里的地方,会有人关心吗?毕竟,公众不会去那里观看它们。

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