风能一直存在的神话之一是垂直轴风力发电机(VAWT)优于标志性的三叶片水平轴风力发电机(HAWT)。在过去的几年中,这个神话不断浮出水面,工程方面的折衷平衡有利于海上应用的VAWT。的确,离岸应用具有一些不同的条件,可能比VAWT更偏爱VAWT,但是在这一领域的工作状况如何?这种隆隆声是否值得信任?
首先:日本海洋工程公司的ModeW公司的SKWID。这是一个有趣的概念,并且可能在将来的某个时候可行。它的目的是在水面放置一台Darrieus风力发电机,在水面放置一台Savonius型发电机,以捕获水流,两者均由锚定浮动平台支撑。打算将其拖曳到位,以为偏远的海上或岛屿设施提供更多的电力。第一台原型机于2013年底进行了测试,其产量与预期的相当低。对于其利基市场很有用,但与HAWT在公用事业规模发电方面的竞争力相差甚远,而且并非意料之中的。
但是随后原型沉没了。
当然,在最初提到这一点的讨论中,有人指出日本政府正在大力投资于公用事业规模的海上VAWT,而不是海上的水平轴风力发电机,这被VAWT的拥护者认为是不准确的,一厢情愿的想法。 。
日本风能的现实当然是浮动平台HAWT,例如在福岛海上发电的雪能。价格仍然很高,但可以从福岛海啸之后建立的丰富的日本可再生能源关税中获得支持。
接下来是法国公司的Nenuphar设备(左图),被法国政府称为海上VAWT技术的一项重大投资.Nenuphar旨在成为一种螺旋的Darrieus VAWT,这是一种中等程度的通用方法。
它在2012年12月停滞,建造了一个树桩基地。
Nenuphar基地
值得一看的是Nenuphar首席执行官的评论:
的确,Nenuphar的首席执行官Charles Smadja说,仅凭性能来看,水平轴涡轮机始终会优于垂直轴涡轮机。
但是,Smadja认为,垂直轴涡轮机在能源和安装成本方面是首屈一指的。低重心使机器更稳定,并最大限度地减小了陀螺效应。
这并不是参考数字所支持的惊人支持,当然也不是绝对的LCOE比较。目标2兆瓦VAWT并非有史以来最大的VAWT-加拿大已经停产的4兆瓦Eole Cap-Chat保持了这一记录-但它将是第二大VAWT,其设计不同,从而增加了工程挑战。如果它真的发射了,并且不会摇摇欲坠,那将很有趣,但是到目前为止,最初的海上部署已被推迟了三年。
他们正在研究已有30至40年历史的VAWT,这些研究由于HAWT的优越性而被搁置,并进行了进一步的建模,以查看相对妥协是否有利于海上VAWT,因为它们不是在陆上应用中。他们为此花费了大约400万美元。他们正在进行建模,以查看较低的重心和相对简单的机械是否有利,并认为可以将VAWT扩展到10-20 MW的范围(尽管有史以来最大的VAWT是4 MW,并且六年后失败了) 。
在富裕行业中,这是一个合理而小巧的选择。这不是一项重大的投资或承诺,而是一个组织的研究活动,该组织具有悠久的记忆并在与VAWT相关的智力资本上进行了大量投资。可以想象它可能会变成某种东西。再一次,即使建模结果令人满意,离海上VAWT的任何生产能力都还有很长的路要走。
下一个巨大的希望是欧洲的Deepwind项目。他们提出了一种简化的长轴浮动式VAWT。它于2010年成立,是一个为期四年的研究项目,其中一个工作包专门用于制造原型。他们的网站自2011年初以来没有发布过任何新闻。截至2013年初,他们仍在提供纯假设设计,没有任何物理原型。此后没有任何移动的真实证据。
Deepwind是否会产生使用价值?值得一提的是他们实际希望从该项目中得到什么:
该项目包括对新兴的高风险能源技术的研究。该项目在很大程度上是基于以前在垂直轴技术方面的知识和发展,但是它与最近的深海海上技术以及先进的大规模叶片拉挤成型技术相结合,以建立一个新的开发领域。预期结果将反映不同技术的这种新组合,并将主要为所提出的技术是否有机会出现在基于所提出的概念的大型风力涡轮机系统开发中的答案。更具体地说,项目工作包将进行一系列的原则验证测试,并开发设计工具箱,以支持整个关键问题。
简而言之,将不会提供任何可以使用的海上VAWT,但希望能发现它是否可行,并针对一大堆对海上作业有用的学习和工具。
接下来是NorwegianGwindresearch项目,该项目也被认为是取代公用事业规模的海上HAWT的有力竞争者。这是另一种螺旋形的Darrieus VAWT设计,这次是秘密的调味料,它的底部是陀螺稳定器。
如本演示所示,他们的意图实际上并不是在取代海上HAWT,而是将补充发电产品出售给偏远的水基设施,例如石油钻井平台和养鱼场。
至少该设备实际上已成为2013年9月推出的小型原型。结果尚无定论,但无论如何,从一个小型研究原型转变为提供两个数量级大的产品,这是一条漫长而艰巨的道路。迄今为止,列表中仅有的另一种方法实际上可以将其制作为浮动原型,但显然它并没有沉没。
最后,还有Vertiwind,它是INFLOW程序的子项目,与任何VAWT的发行至少相隔一年。他们声称自己是世界上第一个多轴VAWT,尽管它看起来就像是另一个Darrieus VAWT,仅作为计算机图形存在。
先前的原型仅在陆上使用,因此远远落后于目标。
他们的最后新闻稿只不过是吹捧他们的新网站设计而已。那总是一个坏兆头。
也有人声称美国国家可再生能源实验室(NREL)正在大力投资海上VAWT。我找不到证据证明这是真的。
相比之下,值得一提的是EuropeanUpwindandInnwind项目。
这些项目专注于解决扩大海上水平轴风力涡轮机的特定和已知技术问题。Upwind项目解决并原型制作了足以克服10 MW设备工程挑战的组件,2014年1月,8 MW HAWT在欧洲的测试设施投入生产,证明了这一点。Innwind项目专注于解决已知的技术难题,将规模扩大到20兆瓦海上HAWT,并获得了3000万美元的资金,这是Sandia早期研究的数倍。
在审查了将取代海上HAWT的国家的所有吹捧的“沉重”投资之后,我们发现了研究项目,几个小规模的原型以及很多延迟。而且,我们看到正在进行的用于扩大HAWTs规模的研究方面的投资资金要好得多,而且可以更清晰地达到目标。
海上风能生产的真实性如何?
海上风力发电量确实且快速增长。从长远来看,它不等于陆上发电量,并且前期成本更高,但是如今,有超过7吉瓦(GW)的实际,生产,海上HAWT可以产生公用事业规模的电力。(相比之下,今天大约有300 GW的陆上HAWT。)
在世界上的任何地方,没有一个生产VAWT的产品,也没有真正迹象表明这些研究项目中的任何一项都将取得与HAWT竞争的优势。如果有人提出将海上VAWT作为这项技术的最佳选择,那么您可以确定他们是对现实世界几乎一无所知的发烧友,或者可能只是讨厌标志性的三叶片风力发电机的人并愿意相信任何对他们不利的东西。
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