海微風(fēng)發(fā)電：豎軸風(fēng)機是技術(shù)關(guān)鍵

　　豎軸風(fēng)力發(fā)電機存在著三方面的優(yōu)勢，它們分別是發(fā)電機設(shè)備的重心低、構(gòu)造相對簡單、更容易向大尺寸發(fā)展。研究人員認(rèn)為，豎軸風(fēng)力發(fā)電機重心較低意味著能夠改善在海上漂浮的穩(wěn)定性和降低重心疲勞負(fù)荷。此外，豎軸風(fēng)力發(fā)電機的動力傳動系統(tǒng)接近海平面，有望更容易維修并更快被利用。豎軸風(fēng)力發(fā)電機部件更少且疲勞負(fù)荷低和維修容易降低了維護(hù)成本。

　　事實上，在人們開始研究風(fēng)力的時候，豎軸風(fēng)力發(fā)電機就是關(guān)注的對象。

一豎軸風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)簡單

　　在美國能源部的支持下，桑迪亞國家實驗室目前在為美國近海風(fēng)能發(fā)電機系統(tǒng)開發(fā)先進(jìn)的轉(zhuǎn)子技術(shù)，此項為期5年、投資達(dá)410萬美元的研究始于今年1月。桑迪亞國家實驗室風(fēng)能項目風(fēng)能技術(shù)經(jīng)理大衛(wèi)。敏斯特表示，風(fēng)能項目的目標(biāo)是加強低碳發(fā)電的應(yīng)用，應(yīng)對全國能源面臨的挑戰(zhàn)。

　　桑迪亞國家實驗室研究項目負(fù)責(zé)人之一喬希？帕奎特說，從機械簡明性的角度看，豎軸風(fēng)力發(fā)電機十分可取。因為它們發(fā)電時不需要將葉片指向風(fēng)向的控制系統(tǒng)，所以它們的部件要少于常見的橫軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。

　　在研究人員看來，近海風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計必須解決支撐結(jié)構(gòu)高成本的問題，并能滿足簡單且可靠的要求，同時在設(shè)備尺寸超過陸基風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的情況下仍能實現(xiàn)可盈利運行。

　　大型近海豎軸風(fēng)力發(fā)電機的葉片長度超過300米后，葉片的制造成本將超過陸基風(fēng)力發(fā)電機葉片的制造成本。然而，隨著發(fā)電系統(tǒng)和其基底變大，渦輪機和轉(zhuǎn)子占整個系統(tǒng)成本的比例卻在減少，因此豎軸風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)的其他好處將會抵消葉片成本的增加。

二難題重重

　　豎軸風(fēng)力發(fā)電機葉片具有十分復(fù)雜的弧形表面，其生產(chǎn)難度高。

　　制造超長的豎軸風(fēng)力發(fā)電機葉片需要創(chuàng)新的工程手段，對此，桑迪亞國家實驗室另一位項目負(fù)責(zé)人馬特？巴羅內(nèi)表示，愛荷華州立大學(xué)和TPI復(fù)合材料公司將研發(fā)新的技術(shù)以幫助生產(chǎn)幾何形狀復(fù)雜的豎軸風(fēng)力發(fā)電機葉片，它們的目標(biāo)是以能夠承受的成本生產(chǎn)尺寸超大的產(chǎn)品。

　　其次，豎軸風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)必須解決葉片附加給動力傳動系統(tǒng)循環(huán)荷載的問題。