比渦流發生器更炫的風電機組降載增功新技術

　　目前，投入應用的風電機組越來越大，它們的工作應力很高，安全系數很低。制造更大的風電機組來捕捉能量使得能量利用率逐漸降低（此處所表達的意思應該是投資收益率），這是因為隨著風輪的直徑逐漸增大，從輪轂到基礎所有的部件都必須被加強。
　　但Frontier Wind公司的工程師則表示，利用該公司的主動載荷控制方案（active load control），可以在現有葉片長度的條件下捕捉到更高的發電量。該方案可在幾毫秒內從葉片表面快速彈出一些小的彈片，來達到降低葉片載荷的效果，避免葉片載荷傳遞至葉根甚至傳動鏈。
　　Frontier Wind公司CEO Rob Giebel說已經有幾個設備制造商在關注這項技術，預計明年Variload系統將會應用于新的機組。Variload可適用于任何品牌的機組、任何類型的控制器和任何形狀的葉片。
　　Giebel還介紹了該系統的的工作原理：“傳感器以50Hz的頻率對每支葉片吸力面和壓力面上多個位置的壓力進行采樣。當發生陣風或載荷變化時，葉片表面的小彈片就會被彈出。這些小彈片是大約高3.8～5.1厘米（1.5～2英寸），長約30厘米（12英寸），這主要取決于他們在葉片上所處的位置。彈片可對葉片表面的局部瞬間失速的氣流進行分離。因此，如果機組在12點的位置有風切變，只有這個位置的葉片上的彈片會被觸發，而其他葉片上的彈片則不會動作。”而且，當載荷恢復到在規定的范圍內時，這些彈片被收回。 　　如果，由于惡劣的天氣，使得載荷在很長的時間都維持在很高的水平，風電機組的主控通常會使葉片收槳以保護機組的安全。“因此，風電機組的主控只需要按照通常的邏輯進行控制即可，讓Variload系統來處理日常運行中所遇到的陣風和湍流問題。”
　　Giebel說：“我們已經由Garrad Hassan公司見證，在風輪直徑超過130米的機組上做了幾百萬次的模擬。此外，我們還在明尼蘇達州的一臺Zond風輪直徑為48米的750kW機組上測試了3年。我們目前正在與幾家設備制造商進行接洽。DNV GL Garrad Hassan為我們提供了測試、認證和咨詢服務。”通過實際運行，Variload系統還開發了寒冷的天氣模式，通過打破葉片表面覆冰，延長機組運行時間。
　　與Variload系統相比，變槳系統的作用時間較長，通常需要3～4秒的反應時間（這個時間是指從風速變化引發葉片受力變化，進而使得傳動鏈受力不平衡而導致轉速變化，再將變化后的轉速反饋至主控，最后通過主控發出變槳信號觸發變槳動作的時間），遠遠大于Variload系統100ms的反應周期。 　　Giebel表示：“我們認為Variload系統很可能會是度電成本降低10%～20%。例如，如果一臺機組不再將過多的載荷帶給塔筒，那么它也就不再需要那么多的鋼鐵（來制造塔筒）；同時這也有利于將已有機型的提高到更高的風場等級。”采用該技術可有利于在運機組增大葉片長度，或者使在運的低風速機組應用于高風速地區。