巨型“追風(fēng)者”:世上最大風(fēng)力發(fā)電機(jī)有多大?6架客機(jī)首尾相連!
來源:科普中國
發(fā)布時(shí)間:2024-02-20
瀏覽次數(shù):1138

風(fēng)力發(fā)電機(jī)越大,發(fā)電能力越強(qiáng),綜合性價(jià)比越高。然而,風(fēng)力發(fā)電機(jī)越大,制造難度,安裝難度就越高。

幾十年前,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的體型變化緩慢,但現(xiàn)在不同了。有的風(fēng)力發(fā)電機(jī),上半年剛剛打破世界最大紀(jì)錄,下半年,這個(gè)頭銜就沒有了。

這就是目前的變化速度。

為了讓大家了解一下處在井噴中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造技術(shù),本文從小到大,介紹風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的四款巨無霸。

從15兆瓦開始

在風(fēng)力行業(yè),維斯塔斯是一家丹麥風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)和制造商。

2021年,他們推出了當(dāng)時(shí)世界上功率最大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)“V236”,其功率高達(dá)15兆瓦。

V236單支葉片直徑115.5 米,葉輪直徑高達(dá)236米,這也是其名字的由來。

圖為49米長葉片,大家可借此想象長為115.5 米的維斯塔斯V236單支葉片。圖片來自維基百科。

葉輪的掃風(fēng)面積高達(dá)43742平方米,相當(dāng)于6.1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)面積。

V236的掃風(fēng)面積相當(dāng)于6.1個(gè)這樣的足球場(chǎng)(圖庫版權(quán)圖片,轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛)

2023年8月,矗立在丹麥國家風(fēng)能測(cè)試中心的維斯塔斯15兆瓦V236樣機(jī),其單日發(fā)電量達(dá)到了驚人的363兆瓦時(shí),也就是36.3萬度電,創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)的世界紀(jì)錄。

突破16兆瓦

2022年11月,由三峽集團(tuán)與金風(fēng)科技合作研發(fā),擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的GWH252海上風(fēng)電機(jī)組成功下線。

GWH252功率為16兆瓦,比V236還要大1兆瓦,是當(dāng)時(shí)全球葉輪直徑最大、單機(jī)容量最大、單位兆瓦重量最輕的風(fēng)電機(jī)組。

GWH252單支葉片直徑123米,葉輪直徑252米,相當(dāng)于6架C919客機(jī)首尾相連起來的長度。

圖為C919客機(jī),而GWH252葉輪直徑252米,相當(dāng)于6架C919客機(jī)首尾相連起來的長度,圖片來自維基百科。

GWH252掃風(fēng)面積為5萬平方米,相當(dāng)于7個(gè)足球場(chǎng)。16兆瓦功率,這意味著,其在滿發(fā)狀態(tài)下,一個(gè)小時(shí)可以發(fā)電1.6萬度。

國內(nèi)一般家庭一年使用電量為2400度左右,這就是說,16兆瓦風(fēng)機(jī)在滿發(fā)狀態(tài)下,一個(gè)小時(shí)的發(fā)電量相當(dāng)于一個(gè)普通家庭6年多的耗電量。

2023年6月28日,GWH252海上風(fēng)電機(jī)組于福建某風(fēng)電場(chǎng)成功吊裝后,經(jīng)歷了超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“杜蘇芮”的極限考驗(yàn),“杜蘇芮”中心最大風(fēng)力相當(dāng)于17級(jí)風(fēng)。

2023年9月1日,GWH252在連續(xù)24小時(shí)全容量滿發(fā)后,單機(jī)發(fā)電量高達(dá)38.41萬度,創(chuàng)下全球風(fēng)電單機(jī)單日發(fā)電量最新紀(jì)錄。

快進(jìn)到18兆瓦

世界最大風(fēng)力發(fā)電機(jī)這個(gè)紀(jì)錄,GWH252僅僅保持了一些時(shí)日,之后,也就是2022年底,國內(nèi)又傳來新的紀(jì)錄。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)

中國海裝對(duì)外表示,其研制的“H260”海上風(fēng)電機(jī)組在山東省東營經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園研制成功。

H260功率18兆瓦,單支葉片長128米,葉輪直徑260米,成為2022年底,2023年初單機(jī)功率、葉輪直徑世界最大的保持者。

H260超大型海上風(fēng)力發(fā)電機(jī),葉輪掃風(fēng)面積約5.3萬平方米,相當(dāng)于7.4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)的面積。

在滿發(fā)風(fēng)速下,每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈可發(fā)44.8度電,單臺(tái)機(jī)組每年可輸出超過7400萬度清潔電能,可滿足4萬戶三口之家一年的用電量。

280米葉輪直徑

就在中國海裝對(duì)外宣布,成功研制世界最大風(fēng)力發(fā)電機(jī)沒有多少天,2023年1月10日,明陽智能正式發(fā)布了18兆瓦全球最大海上風(fēng)電機(jī)組——MySE18.X-28X,下文簡稱MySE18。

從功率上來說,MySE18與中國海裝的H260一樣,但為什么他們對(duì)外宣布是全球最大?

原因是,這個(gè)MySE18單支葉片長度超140米,而葉輪直徑更是高達(dá)280米,最大掃風(fēng)面積66052平方米,相當(dāng)于9個(gè)足球場(chǎng)大小。

然而,大家需要注意的是,H260目前已研制成功并下線,而MySE18還處在設(shè)計(jì)階段。

綜上所述,如果要問,目前已經(jīng)安裝并投入使用的世界最大風(fēng)力發(fā)電機(jī)是哪個(gè)?

答案只能是三峽集團(tuán)與金風(fēng)科技合作研發(fā)的GWH252。

如果問已經(jīng)研制成功,產(chǎn)品已經(jīng)下線并處在測(cè)試中的世界最大風(fēng)力發(fā)電機(jī)是哪個(gè)?

答案只能是中國海裝的H260。

而明陽智能的MySE18只是還處在研制階段而已,未來,其可能是世界最大的風(fēng)力發(fā)電機(jī),也可能不是。因?yàn)檫€存在一種可能,就是當(dāng)它在未來下線前,其他更大功率,更大尺寸的風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì)提前下線。

未來還會(huì)更大嗎

超大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般都是安裝在近海,屬于海上風(fēng)電。

相對(duì)于陸上風(fēng)電,海上風(fēng)電有很多優(yōu)勢(shì),比如風(fēng)力資源豐富、發(fā)電利用小時(shí)數(shù)高、不占用土地、不消耗水資源,適宜大規(guī)模開發(fā),且對(duì)周邊環(huán)境干擾小等。

由于海上風(fēng)大,且相對(duì)平穩(wěn),其發(fā)電效率通常比陸上風(fēng)電要高出20%-40%左右,這是支撐超大風(fēng)機(jī)得到蓬勃發(fā)展的一大原因。

2019年,國際能源署發(fā)布《2019年海上風(fēng)電展望》報(bào)告,在報(bào)告中,他們提到,隨著技術(shù)改進(jìn),2030年可能會(huì)看到更大的風(fēng)力發(fā)電機(jī),功率在15至20兆瓦左右。

圖片來自國際能源署發(fā)布的《2019年海上風(fēng)電展望》報(bào)告。

然而,距離這份報(bào)告發(fā)布兩年后,也就是2021年,維斯塔斯15兆瓦風(fēng)機(jī)出現(xiàn)了。

2022年和2023年,16兆瓦和18兆瓦的風(fēng)機(jī)也出現(xiàn)了。

也就是說,超大功率的風(fēng)機(jī),它們的出現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于國際能源署的預(yù)測(cè)。

因此,我們有理由相信,18兆瓦風(fēng)機(jī)并不是終點(diǎn),20兆瓦風(fēng)機(jī)也不是終點(diǎn),且20兆瓦風(fēng)機(jī)可能會(huì)在不久的將來出現(xiàn)。

作者:寒木釣萌 科普作家、科技部“全國優(yōu)秀科普作品獎(jiǎng)”獲得者

審核:李瑞霞 國家地?zé)嶂行闹惺滦牵ū本┬履茉囱芯吭焊痹洪L、研究員

出品:科普中國

監(jiān)制:中國科學(xué)技術(shù)出版有限公司、中科數(shù)創(chuàng)(北京)數(shù)字傳媒有限公司


歡迎掃碼關(guān)注深i科普!

我們將定期推出

公益、免費(fèi)、優(yōu)惠的科普活動(dòng)和科普好物!

聽說,打賞我的人最后都找到了真愛。
做科普,我們是認(rèn)真的!
掃描關(guān)注深i科普公眾號(hào)
加入科普活動(dòng)群
  • 參加最新科普活動(dòng)
  • 認(rèn)識(shí)科普小朋友
  • 成為科學(xué)小記者