日前,挪威初創(chuàng)企業(yè)World Wide Wind(WWW)公布了其創(chuàng)新的“反向旋轉(zhuǎn)”垂直軸風(fēng)機(jī)(contra-rotating vertical turbine,CVRT)設(shè)計(jì),并預(yù)計(jì)將把浮式風(fēng)電的平準(zhǔn)化度電成本推低至50美元/兆瓦時(shí)以下。
這款浮式垂直軸風(fēng)機(jī)由WWW的創(chuàng)始人Stian Valentin Knutsen與首席技術(shù)官Hans Bernhoff共同設(shè)計(jì),兩組反向旋轉(zhuǎn)的葉輪相隔一段距離安裝在塔筒上,葉片與塔筒成一定角度。塔筒通過(guò)一種全新設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)塔式系泊系統(tǒng)固定在海底,風(fēng)機(jī)整體保持傾斜。
這種創(chuàng)新型設(shè)計(jì)的目的是中和塔筒上的扭矩,這解決了垂直軸風(fēng)機(jī)公認(rèn)的劣勢(shì)之一。同時(shí),將兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的輸出合并在一臺(tái)風(fēng)機(jī)上,單機(jī)容量估計(jì)可達(dá)40MW。
與傳統(tǒng)的三葉片風(fēng)機(jī)相比,這款垂直軸風(fēng)機(jī)具有明顯的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì),包括沒有齒輪箱、支持大規(guī)模制造、更低成本且耐用的葉輪,以及發(fā)申機(jī)安裝在較低處而不是機(jī)艙高處增加了穩(wěn)定性,并便于在運(yùn)行期間進(jìn)行維護(hù)和維修。此外,垂直軸風(fēng)機(jī)的尾流效應(yīng)也遠(yuǎn)小干三葉片風(fēng)機(jī)。
根據(jù)WWW的計(jì)劃,將在2026年前完成CRVT風(fēng)機(jī)的3MW模型設(shè)計(jì),到2029年躍升到40MW的巨型風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)。
據(jù)介紹,塔筒和基礎(chǔ)將使用低成本材料鋁而非鋼或混凝土,葉片將使用再生玻璃纖維而非新使用玻璃纖維和碳。
根據(jù)英國(guó)牛津布魯克斯大學(xué)(Oxford Brookes University)去年發(fā)表的一項(xiàng)研究結(jié)果,基于超過(guò)11500小時(shí)的計(jì)算機(jī)模擬,大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)采用垂直軸風(fēng)機(jī),比傳統(tǒng)水平軸風(fēng)機(jī)效率更高,當(dāng)“成對(duì)”安裝時(shí),效率可再提高15%。
目前,垂直軸風(fēng)機(jī)還有多個(gè)備受矚目的試點(diǎn)項(xiàng)目在進(jìn)行中,包括瑞典SeaTwirl的S2x、法國(guó)Technip的Vertiwind、WPL的V字型Aerogenerator X,以及EDF和Nenuphar之間的概念合作,但都遠(yuǎn)未達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用的成熟度。
S2x
Vertiwind
Aerogenerator X