離岸電力必須超越傳統風車來養殖深海

A風力發電公司冒險進入越來越深的水域,傳統的風車式渦輪機可能不是最合適的解決方案。 是時候看看替代品了。

風力渦輪機歷來刀片繞水平軸線旋轉,這一直保持在現代的風力發電場的標準。 傳統的水平軸風力渦輪機(HAWTs)來主宰風能市場,無論是在陸地和淺水近海。

但最好的風電場經常發現在更深的海域,遠離風障礙,航道,nimbys和遷徙的鳥類。 剛性固定在海床上的支撐結構在50m以外的深度可能在經濟上不可行,因此工程師轉而使用浮動基礎。

這些是從風發電的非常不同的條件,這意味著對替代風力渦輪機配置的重新興趣。 正如我們報導的那樣 皇家學會的哲學交易 採用垂直旋轉軸是一種這樣的替代方案。 這些始終面向風的渦輪機被稱為垂直軸風力渦輪機(VAWT)。

穩定的結構

傳統的水平軸渦輪機非常頭重腳輕,與刀片和生成的功率不一定固定在塔頂部的設備。 在大型海上風機這一部分可重達幾百噸左右100m海平面以上。


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在垂直軸渦輪機中,發電系統可以處於更低的高度,甚至恰好位於塔架的底部。 這意味著VAWT往往具有低得多的重心。

在浮動支撐上,這種優勢被放大了 - 只要想想坐在獨木舟上而不是站在它上面時你的穩定程度。

降低發電機也使它們更易於維護或更換。 例如,對於VAWT,工人只需要爬一小段距離就可以進入機械而不是爬上一直不停地移動的100m塔。

大小事項

一般情況下,較大的風力渦輪機生產廉價的電力。 這導致渦輪機變得越來越大,功能更強大,特別是近海的地方50m刀片是現在日常有的甚至 大得多.

但是,這種地平線旋轉的巨人可能很快就會達到極限。 如果考慮葉片的軸線,當該葉片處於水平時,重力將垂直於它,而當葉片垂直(向上)時,重力將平行於軸線並指向葉片的根部。 最後,當刀片再次垂直(向下)時,重力將平行於刀片軸線,但現在指向尖端。 一些 研究 聲稱這振盪重力負載限制了水平軸渦輪機的大小。

垂直軸渦輪機解決了這個問題,因為當它們旋轉時,它們經歷恆定的重力,始終在相同的方向上。 如果沒有一端壓住80m金屬刀片的壓力,VAWT可能會變得更大。

詳細介紹 也表明垂直渦輪機可被放置在風電場中彼此靠近。 因此,對於一個給定的區域,更VAWTs可以安裝,並且比如果HAWTs被使用,從而減少了電力的成本產生更多的電力。

軸心國革命

所以現在出現了一個顯而易見的問題:如果VAWT如此有利,為什麼還沒有使用VAWT呢? 主要原因是它仍然是一項新技術。 儘管研究人員已經研究了幾十年的垂直軸,但由於材料和軸承系統的限制,該技術落後了。 投資者仍然認為已知技術是一種安全的賭注,即使在觀察深海風時,他們也更傾向於支持浮動平台上的水平軸渦輪機。

但是政府和有遠見的公司正在投資VAWTs的深海海上風能的潛力。 該 新星項目由英國政府資助,證明垂直軸離岸在商業上是可行的。 桑迪亞國家實驗室,由美國能源部門支持,和 各個 歐盟支持 項目 也支持這項技術。

英國VertAx Wind或挪威Gwind等工業公司也通過開發不同的概念而效仿。 法國公司Nenuphar正在推進其VAWT設計,計劃(如本文頂部所示)安裝第一個浮動風電場 在馬賽海岸附近.

隨著能源需求的增加,我們不得不探索各種可能的解決方案。 位於深海的垂直軸風力渦輪機具有作為這些解決方案之一的強大潛力。

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關於作者

collu maurizio莫里吉奧Collu是一個講師,海洋可再生能源中心在克蘭菲爾德大學。 Collu博士是高級機械工程碩士的課程總監,並在流體力學和加載,曾,MRINA和MEI講師。 他特別參與了新興的漂浮風力渦輪機行業的離岸支撐結構的概念和初步設計。

博格邁克爾邁克爾·博格目前正在開展博士後研究風能的丹麥技術大學部內浮動由歐盟資助的DeepWind和INFLOW項目的支持垂直軸風力發電機的概念。

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