超長風電葉片長度達2個足球場 功率提升25倍

　　弗吉尼亞大學和桑迪亞國家實驗室的一組研究人員正在開發一個超長的風力機葉片，可用于建造50兆瓦的渦輪機。
　　受到狂風中搖擺的棕櫚樹的啟發，弗吉尼亞大學和桑迪亞國家實驗室的一組研究人員正在開發一個超長的風力機葉片，可用于建造50兆瓦的渦輪機。現今的功率通常只有2兆瓦。葉片將長200米，是目前最長的商用葉片的2.5倍。葉片的設計獲得了 美國能源遠景規劃(U.S. Department of Energy’s ARPA-E )項目的資助。
　　近年來，由于經濟的驅動，風電行業所使用的葉片變得越來越長：轉子(渦輪葉片掃過的圓形區域)直徑越大，則單個風塔產生的電能越多。如果這樣的葉片能夠生產，同時塔能以一種經濟的方式搭建，電力成本將下降很多。 　　即使在開闊的北美大平原，通過陸上運輸巨大的渦輪葉片也是比較困難的
　　超級葉片是基于弗吉尼亞大學機械和航空航天工程學教授埃里克·洛思(Eric Loth)的理念設計的。整個葉片將由一系列分段式葉片連接，各個連接葉片能根據風的強度進行折疊。葉片安裝在塔的背風處(相對于迎風位的傳統葉片)，在極端風力條件下，葉片將如猛禽的爪子一樣牢牢地扭抱在一起，以減少渦輪受力。在最佳風力條件下，他們將完全展開，特別適合于颶風多發地區。即使在風力較弱的地區，這種葉片也能使發電變得經濟。
　　桑迪亞海上風電項目的技術主管托德·格里菲斯 (Todd Griffith)表示“我們計劃要做的事情遠遠超出了目前的設計，有非常高的風險”。
　　目 前現有的葉片最長為80米，并且只有一段葉片。由于物流和運輸原因，葉片長度受到限制：很難用卡車運輸幾十米長、直徑數米的東西。最近，丹麥的維斯塔斯公 司(Vestas)開始在美國出售62米長的葉片。第一個客戶是杜克能源(Duke Energy)。該公司計劃今年晚些時候用這些大型葉片在俄克拉荷馬州建設一個新的風力發電場。葉片將沿德克薩斯州的墨西哥灣岸區運送到碼頭，然后由鐵路 運到俄克拉荷馬，最后用卡車運抵現場。那種葉片設施僅適合在美國位置較為開闊的地區安裝使用。
　　運輸更容易、并可現場安裝的分段式葉片不是最近才發明的。歐洲制造商包括歌美颯 (Gamesa)和愛納康 (Enercon)公司現在也提供這種葉片，但目前還沒有廣泛推廣。杜克可再生能源部工程與建筑副總裁布魯斯·皮科克(Bruce Peacock)說，“由于風機葉片的長度和剛性，且要承受很大的壓力，風力發電場的建造者們擔心任何會影響其結構強度的因素。”
　　來自桑迪亞國家實驗室(Sandia National Laboratory)的托德·格里菲斯舉著一個正在研發的渦輪葉片比例模型
　　即使葉片抵達現場，架設超過120米高的風塔本身也是一個挑戰，因為沒有那么高的起重機。制造商，如特雷克斯(Terex)和馬尼托瓦克(Manitowoc )公司正在開發針對極高風塔的專用起重機。但目前不清楚他們是否足夠高，可建造一個轉子長400米的塔。
　　不過新的方案還在不斷涌現。總部位于北科羅拉多州的Keystone Tower Systems已開發了一個可以現場將鋼板塑形成包裹式螺旋設計的移動工廠，解決了用卡車運送巨塔的問題。人們也設計了所謂的“爬升式起重機”，當塔升高時，它會順著塔上爬。
　　新 技術的發展意味著研發超大風力渦輪機的激情不會熄滅。將來，像倫敦陣列(London Array)那樣的巨大近海風電場可能會越來越普遍，并且陸上葉片尺寸和塔高將不再像在海上那樣受限。對于Scandia設計方案來說，要將設計產品推向 市場需要十年或更長時間，如果它最終做到了，那么圍繞可擴展葉片這個主題，未來會有更多設計概念。