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美國弗吉尼亞大學(xué)團隊擬研發(fā)全球最大風(fēng)力渦輪機塔高500米

2017-06-28 10:38:49 云南低碳經(jīng)濟網(wǎng) 　作者：轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 　點擊量：評論 (0)

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(fēng)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(fēng)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(biāo)準(zhǔn)的70米風(fēng)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(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的6個機構(gòu)組成的聯(lián)盟正在設(shè)計全球最大的風(fēng)力渦輪機，高度為500米，比帝國大廈還高50多米。

從經(jīng)濟學(xué)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(fēng)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(fēng)力發(fā)電塔，和兩個長達200米的葉片(常規(guī)的風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)處，有點像棕櫚樹，葉片會隨著風(fēng)向的改變而改變形狀，當(dāng)葉片以順風(fēng)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(fēng)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(zé)任編輯：電小二

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