降低风能成本的最佳方法之一就是简单地降低建造风力涡轮机的成本。考虑到这一点,GE与弗吉尼亚理工学院和州立大学以及美国国家可再生能源实验室(NREL)合作,重新考虑了风机叶片的设计,制造和安装方式。
风力涡轮机本身的初始资本投资占了电力成本的大部分。借助这项新技术,电力成本可以显着降低风力发电的成本。(而且,值得注意的是,风能在美国的电力平均成本中已经是第二低的,仅次于水力发电。)
GE首席工程师兼美国能源部高级研究计划署(ARPA-E)项目负责人Lindy Lin说:“ GE正在编织一种先进的风叶片,这可能是我们清洁能源未来的基础。“我们正在开发的面料将坚韧,灵活并且易于组装和维护。这是一条使风与化石燃料相比更具成本竞争力的明确途径。”
GE估计,采用新的叶片设计,风能的价格可以降低25%至40%!最好的部分是,这没有使用任何政府补贴。这是GE提供的更多详细信息:
“ GE的研究将集中于建筑织物的使用,该建筑织物将被包裹在类似于鱼骨的金属空间框架周围。织物将围绕肋条张紧,这些肋条沿着叶片的长度延伸,并经过专门设计以满足风力叶片运行的需求。常规的风叶片是由玻璃纤维制成的,玻璃纤维较重,制造起来比较费力和费时。
“叶片技术的进步将有助于推动大型,轻型涡轮机的发展,这些涡轮机可以在较低的风速下捕获更多的风。由于设计,制造,组装和运输方面的限制,目前的技术无法轻松地制造转子直径超过120米的涡轮机。较宽,较长的风叶很难移动和操纵,形成蛤壳式玻璃纤维结构的模具需要花费数百万美元才能获得。GE基于织物的新技术几乎消除了这些障碍。”
这项新设计的一个优势是可以在现场组装和组装组件,这意味着设计工程师不再需要担心制造和运输方面的限制。如果将所有这些内容加在一起,则通常意味着更低的启动成本和更低的风力发电成本。
“据估计,要实现20%的美国风力发电这一国家目标,风电叶片将需要增长50%-考虑到当前技术所施加的尺寸限制,这实际上是不可能实现的。通用电气新闻稿指出:“更轻的织物叶片可以实现这一目标。开发更大的风力叶片是将风能扩展到我们今天认为不适合收获风力的领域的关键。进入中西部这样的中等风速市场只会在未来几年帮助该行业的发展。”
尽管这是风力涡轮机叶片的首创,但GE已开始在风力发电塔的建造中使用这种空间框架/拉伸织物设计,以获得更好的美观性,成本和保护。使用织物来提高成本效益并减轻重量可以追溯到第一次世界大战,当时军方在飞机上使用了它们。
“耗资560万美元的ARPA-E项目将持续三年。GE的刀片架构将实现20年的使用寿命,而无需定期维护张力织物。”
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