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美国研发巨型离岸风机 挖掘深海风电潜力

2010-05-14 09:23:47   来源:天气预报网   【字体:  

   近日,美国伍斯特理工学院的一队研究人员在美国国家科学基金会30万美元资助下,历时3年研究将大型风力发电机置于深海平台,目前该项目已进入测试阶段。奥林杰指出,尽管海上风电场的发电能力巨大,但是在深海区域,将重达1500万磅的风机树立在高达300英尺的浮塔上是十分困难的。

  

  近日,美国伍斯特理工学院的一队研究人员在美国国家科学基金会30万美元资助下,历时3年研究将大型风力发电机置于深海平台,目前该项目已进入测试阶段。据了解,此项研究将复杂的计算机模拟与物理模拟方法相结合。有专家预计,该研究或许能够为环境友好型能源发展指出一条明路,同时也有可能使风力发电满足美国诸多沿海州的大部分电力需求。据悉,此项目由美国伍斯特理工学院机械工程系主任特里格瓦松教授及副教授大卫·奥林杰博士联合领导。

  奥林杰博士指出:“风力发电未来在满足美国能源需求上将扮演很重要的角色,因此研究中有两点必须考虑:首先,能源应该在邻近需要的地方生产;另外,对于风力发电来说,还应该在风力较为稳定的地方进行。美国东西海岸的沿线城市都需要大量电力,可以充分利用来自海上的风力。”奥林杰的研究主要是评估海上浮式风力发电场的可行性。该项目计划打造一座由100台浮式风力发电机组成的风电场,每台风机的发电能力为5兆瓦(比普通陆上风机发电能力多60%),所发电量能够满足50万个家庭的需求。奥林杰指出,尽管海上风电场的发电能力巨大,但是在深海区域,将重达1500万磅的风机树立在高达300英尺的浮塔上是十分困难的。“在深水风机开发并成功应用前,应先考虑一系列问题,这样才能设计出合适的风机,”奥林杰说,“比如,应该如何将风机运抵安装地?什么样的平台和浮标设计组合,加上系泊解决方案能够最好地抗拒大风暴和大浪的冲击?各个海洋区域间的环境条件有怎样的不同?等等类似问题。”为解决上述及其它一些存在的问题,奥林杰和他的团队将计算机模拟与物理模拟相结合,“虽然计算机模拟在控制中度海浪与风力的力度方面表现良好,但是风暴条件下造成的非线性反应仍需要物理模拟来处理”。

  为此,伍斯特理工学院的研究团队借用了美国历史最为悠久的水力学实验室,用于模拟深水区域的环境,以测试相关设备。奥林杰说:“该实验室可以协助我们确定一些意想不到的条件,以及确定开发早期需要进行修改的设计。为我们的研究节约了大量成本。”奥林杰希望,当全部项目完成时,他们能够拥有一个完整的计算机模拟系统,用以检测更多设计类型和潜在的环境条件。据了解,欧洲目前拥有超过5000台风力发电机,总装机容量超过6500万千瓦。这其中许多都是海上风力发电机,并且一直以来都在不断建设新的海上风电场。而全球首个深水浮式风机目前也在挪威海上进行测试。然而,据美国能源部透露,尽管美国拥有超过1.2万英里的海岸线,但是在风力发电上却远落后于欧洲。刚刚获批准的海角风电项目(Cape Wind Project)将在科德角附近的海上浅水区域安装170台风机,这将是美国第一个海上风力发电场。但是它的发展却一直停滞不前,主要因为担心树立的风机会破坏海角海岸的自然美景。对此,奥林杰表示,浮式风力发电机通常安装在远离陆地的地方,这种方式能够很好地解决环境、景观与风机安放间的矛盾。奥林杰还骄傲地表示:“我们的工作是基础性的。美国计划到2030年让20%的电力来自风能,如果深水风电能够在完成该计划中发挥重要作用,那么我们目前的研究将是意义非凡的。”

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