“新型”風力渦輪機欲顛覆傳統(tǒng)風電系統(tǒng)

　　業(yè)內(nèi)普遍認為，我們已經(jīng)逐漸接近風力渦輪機效率的理論極限，因此風電已成為一項成熟的技術(shù)，然而，仍有人提出大膽的假設。據(jù)美國《每日科學》7月20日報道，美國加州理工學院的技術(shù)人員以過去30年的風電產(chǎn)業(yè)研究為基礎，做出了大膽假設，這個假設理論不僅能夠提高風電能效，還可以節(jié)省開支，即把風力渦輪機并攏，拉近它們的距離。

　　“目前為止，風力渦輪機技術(shù)的發(fā)展被局限了，其實風電場看似實用，但實際上它的能效是比較低的。”加州理工學院仿生工程研究中心主任、工程與應用科學教授約翰·達比利解釋稱，“從傳統(tǒng)觀點來看， 螺旋槳式風力發(fā)電機組必須間隔一段距離，以避免互相干擾。事實上，從空氣動力學的角度來看，部分風能被忽略和浪費了。因此，為了彌補‘缺陷’，風機制造商們開始建立更大、更高的風力渦輪機來‘捕捉’更多的風。”

　　然而，更高更大并不代表著更好。高度和尺寸的增加會導致一些問題，包括成本的增加、設計難度的加大，以及修建工程的挑戰(zhàn)等。另外，還要考慮視覺、聲響和雷達信號的問題。

　　達比利透露，他目前已經(jīng)把精力全部集中在了研究如何把風力渦輪機靠得更近、提高能效的模型設計上，單個風力渦輪機的效率問題已經(jīng)靠后排了。

　　達比利表示“有不少專家認為，目前風機的高度是捕捉風能的最佳位置，相比距離地面30英尺左右的高空，目前風機高度對于捕捉風能而言的確有明顯優(yōu)勢。但如果與地面不遠處的低空相比，實則存在很大差距。因此，如果發(fā)展近地風機，我想能效將更突出。讓我們大膽地接受這個挑戰(zhàn)吧。”

　　在達比利帶領(lǐng)下，加州理工學院設計的假設模型是利用垂直軸風力渦輪機（VAWTs），把它們緊密地放置在一起，以此產(chǎn)生的電力，比水平軸螺旋槳式渦輪機的要大。達比利認為，垂直軸風力渦輪機有很多好處，比如湍流風時還能有效運作，而且還可以減少運行和維護的費用，降低對環(huán)境的影響。

　　事實上，當今風電產(chǎn)業(yè)對于垂直軸風力渦輪機的應用率是非常低，這其中有兩個主要原因，其一，單獨使用該渦輪機效率非常低；其二，上一代的垂直軸風力渦輪機由于結(jié)構(gòu)性故障致使疲勞作業(yè)，因而蒙受了較大的損失。

　　“對于效率問題，我們的設計方案不依賴單個的渦輪機效率，而是關(guān)注渦輪機的間距。”達比利稱，“至于結(jié)構(gòu)故障問題，隨著材料的不斷進步，空氣動力載荷技術(shù)的不斷更新，新設計利用更好的裝備，有能力承受更大的作業(yè)壓力。”

　　其實，從去年夏天開始，達比利的技術(shù)團隊就開始了這一模型的實驗，當時研究人員收集了現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并研究出了正確的實驗軌道，然而這并不是功成身退的時候，接下來就要擴大實際示范范圍，改進一些技術(shù)方案，用于實地試驗。

　　最終，通過實驗，這一模型實現(xiàn)了降低風電成本的目標。達比利表示“我希望我們的實驗結(jié)果可以為當下風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供很好的依據(jù)。”