由日本新能源和工業(yè)技術(shù)開發(fā)組織(NEDO)牽頭的財(cái)團(tuán)在日本北九州港完成一臺3MW示范性漂浮式風(fēng)機(jī)組裝。除了漂浮式技術(shù)，另一個(gè)值得關(guān)注的就是使用了行業(yè)內(nèi)不太主流的兩葉片風(fēng)機(jī)!
這臺3MW兩葉片示范風(fēng)機(jī)安裝在Ideol“阻尼池”漂浮平臺上，該漂浮式平臺建于日立所屬的Sakai造船廠，于6月底拖拽至北九州港。未來，該試驗(yàn)風(fēng)機(jī)將被拖到離北九州市約15公里的海上安裝地點(diǎn)。
NEDO表示，經(jīng)過短暫的試運(yùn)行后，風(fēng)機(jī)將于今年秋季正式投入運(yùn)行，并將運(yùn)營至2021年。該項(xiàng)目旨在驗(yàn)證50米至100米水深的漂浮式海上風(fēng)機(jī)技術(shù)，并降低成本。除了NEDO，日立 Zosen和Ideol之外，該財(cái)團(tuán)的參與者還包括Marubeni Corporation，東京大學(xué)、Eco Power Company、Glocal Inc和九州電力未來能源公司。
兩葉片相較于三葉片的技術(shù)劣勢
在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)剛剛興起的時(shí)候，市場上曾出現(xiàn)過各種設(shè)計(jì)的兩葉片風(fēng)機(jī)，但從上世紀(jì)80年代末開始，三葉片逐步占據(jù)市場主導(dǎo)地位。究其原因，主要有以下三點(diǎn)：
偏航
兩葉片偏航時(shí)，葉輪自由轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)葉片的位置時(shí)而在與地面垂直，時(shí)而與地面水平，而這兩種狀態(tài)下，偏航電機(jī)所需的轉(zhuǎn)矩差距很大，前者遠(yuǎn)小于后者，這就使得兩葉片風(fēng)機(jī)的偏航速度必須十分緩慢，以限制波動(dòng)的動(dòng)態(tài)負(fù)載;而三葉片風(fēng)機(jī)的三個(gè)葉片呈中心對稱，在偏航時(shí)，所需轉(zhuǎn)矩變化不大，因此偏航速度較兩葉片風(fēng)機(jī)快得多。
發(fā)電功率與噪聲
風(fēng)機(jī)葉片的噪聲會(huì)隨著葉尖速的增加而迅速增加。在相同轉(zhuǎn)速下，兩葉片風(fēng)機(jī)發(fā)電功率低于三葉片風(fēng)機(jī);同理，要達(dá)到同樣的發(fā)電功率，兩葉片風(fēng)機(jī)需要更大的轉(zhuǎn)速，葉尖速高得多，噪聲也自然大很多。對于陸上風(fēng)機(jī)來說，這是一個(gè)很大的弊端，畢竟周圍的居民都不愿意受到噪音的干擾。
安全性
采用下風(fēng)向技術(shù)的兩葉片風(fēng)機(jī)在某些風(fēng)速下會(huì)彈回撞擊到塔架上，類似的案例在2002年曾經(jīng)發(fā)生，對兩葉片的發(fā)展產(chǎn)生了致命打擊。
為什么兩葉片風(fēng)機(jī)會(huì)受到海上風(fēng)電的青睞?
上述的幾個(gè)原因中，更高的葉尖速帶來的更大的噪聲，對于遠(yuǎn)離人類居住的大海，這似乎不是一個(gè)大的問題。而對于安全性，英國的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)師已經(jīng)研究出一種受控的轉(zhuǎn)子制動(dòng)策略，可有效降低葉片撞擊塔架的風(fēng)險(xiǎn)。
其實(shí)，兩葉片如果能卷土重來，還要依靠一個(gè)更重要優(yōu)勢——由于重量減輕帶來的制造和安裝成本的降低。
由于減少一個(gè)葉片，隨之帶來的是轉(zhuǎn)子、塔架、基礎(chǔ)等一系列設(shè)備和部件的減輕，而這也使得安裝更為容易，這對設(shè)備重量和安裝技術(shù)十分敏感的海上風(fēng)電來說，無疑是非常有利的因素。
此外，在臺風(fēng)天氣下，兩葉片風(fēng)機(jī)可以水平位置停機(jī)，最大程度降低臺風(fēng)對風(fēng)機(jī)的破壞。
有哪些公司在做兩葉片?
對于國內(nèi)整機(jī)制造商，大家比較了解的廣東明陽一直致力于設(shè)計(jì)和生產(chǎn)兩葉片風(fēng)機(jī)。最早的3MW系列風(fēng)機(jī)采用的兩葉片上風(fēng)向技術(shù)，但在2014年改成了三葉片上風(fēng)向風(fēng)機(jī)。其新型SCD6.5MW超緊湊型兩葉片下風(fēng)向風(fēng)機(jī)2014年底吊裝，目前正在龍?jiān)慈鐤|試驗(yàn)風(fēng)電場擴(kuò)建項(xiàng)目中運(yùn)行。
在國外，美國的Nordic WInd Power 公司曾經(jīng)生產(chǎn)過1MW的兩葉片陸上風(fēng)機(jī)，但這家公司于2012年10月在堪薩斯法院申請破產(chǎn)清算。
應(yīng)用于海上風(fēng)電最為著名的兩葉片公司都來自荷蘭。其中，荷蘭的2-B Energy公司，它于2014年籌集了2650萬英鎊，在蘇格蘭海域安裝了兩臺下風(fēng)向兩葉片6MW風(fēng)機(jī)。
