過去十年中,更長的風力渦輪機葉片使得風能開發商能夠在不增加渦輪機高度的情況下產生更多電力,並可能繼續推動該行業的未來增長。
但這可能不會對那些對渦輪機日益增加的可見性感到不安的當地居民起到多大的安撫作用。
平均葉片尺寸的增加是科學家所說的渦輪機“掃掠面積”的主要決定因素,本質上是指葉片所經過的圓形路徑的大小。
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能源部研究人員在昨天的網路研討會上表示,自 2009 年以來,由於葉片長度增加了 20%,渦輪機的平均掃掠面積增加了一倍。
這使得今天的渦輪機能夠捕獲更多流經的風,從而使它們的效率大大提高,並使批發市場的能源成本降低了高達 50%。
勞倫斯伯克利國家實驗室的研究科學家馬克·博林格表示:“在這方面,還有很大的進步空間。”
在像得克薩斯州和中西部地區等風能資源豐富的地區,或者在新英格蘭部分地區,由於輸電線路在渦輪機效率更高的地方往往使用更多,因此輸電受到限制,這可能尤其如此。
他說:“透過延續這一趨勢,顯然可以獲得更多收益。”
據研究人員稱,葉片長度是近期渦輪機工程中最顯著的變化。 例如,根據博林格及其來自 LBNL 和國家可再生能源實驗室的同事的資料,過去十年中,平均渦輪機高度的增長幅度相對“適度”,為 12%。
但他們也承認,這些變化加在一起可能會使風電場的許可審批更加困難。
研究人員表示,更高的渦輪機可能會進入飛機飛行的空域。 更長的葉片也會以類似的方式產生干擾,同時產生更多的噪音並需要更大的陸地面積才能執行。
它們還會延長許可流程,並導致與那些認為它們是景觀汙點的居民發生衝突。
例如,在馬里蘭州的東海岸,度假城市海洋城的官員正在向州監管機構施壓,要求他們拒絕兩家海上風電公司的專案,此前這些公司修改了計劃,納入了通用電氣可再生能源公司的 Haliade-X 渦輪機,這是世界上最高的型號(能源新聞,1 月 24 日)。
在弗吉尼亞州西部,在開發商 Apex Clean Energy 要求使用 700 英尺的渦輪機而不是最初提議的 500 英尺的渦輪機後,縣監管委員會正在研究是否修改當地的區劃法以使該州第一個陸上風電場受益。
儘管如此,國家實驗室的研究人員正在嘗試開發更高、葉片更長的機器。
高階研究專案局能源部資助了一項針對“超大型”50 兆瓦渦輪機的研究,其功率約為通用電氣 Haliade-X 的四倍,但僅高出約 75 英尺。
其他由能源部資助的團隊正在致力於開發可以順風的渦輪機,以便使用更長的葉片,或者使葉片更靈活,以便可以更容易地彎曲和在陸地上運輸更長的葉片。
但在與網路研討會同時釋出的一份報告中,博林格及其同事寫道,尚不確定哪種技術進步將在整個行業中流行起來。
他們表示,在“風能資源更好的更成熟的風能開發地區”,公司似乎正在轉向更高容量的渦輪機,但不是那些具有最大掃掠面積的渦輪機。
除了使它們更難運輸以及導致“社會接受度和監管障礙”問題外,加長葉片往往會對渦輪機的其餘部分造成更大的物理損害。
報告稱:“部分由於這些權衡,這種近期趨勢……將在多大程度上繼續下去還遠不確定。”
經 E&E News 許可,轉載自 Climatewire。 E&E 在www.eenews.net上每日報道重要的能源和環境新聞。
