轉(zhuǎn)一圈發(fā)電34.2度 世界最大風(fēng)力發(fā)電機(jī)現(xiàn)在咋樣
風(fēng)電發(fā)電機(jī)組比我們想象得要大很多,但很多人可能不知道,那些真正巨大的風(fēng)電機(jī)組通常出現(xiàn)在海上,而不是陸地上。
目前全球最大的已并網(wǎng)風(fēng)電發(fā)電機(jī)組是GWH252-16MW,它在海上——坐落在中國福建平潭海域,由中國三峽集團(tuán)和金風(fēng)科技聯(lián)合打造,2023年7月份的時候成功并網(wǎng)。
這臺風(fēng)電機(jī)的單機(jī)容量達(dá)到16兆瓦,而現(xiàn)在陸地上最大的風(fēng)電機(jī),單機(jī)容量只有10兆瓦左右。
之所以海上風(fēng)電機(jī)更大,其實最主要的原因是物流。隨著發(fā)電功率的增加,風(fēng)電機(jī)會變得越來越巨大,從而導(dǎo)致陸地上難以將葉片等部件運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)。
由于海上運(yùn)輸方便許多,所以有機(jī)會制造更大的風(fēng)電機(jī),但是海上風(fēng)電機(jī)的安裝難度卻比陸地要困難許多。
不過,正因為海上更難,更大的風(fēng)電機(jī),所以真正考驗風(fēng)電技術(shù)的地方還是在海上。
在GWH252-16MW并網(wǎng)發(fā)電之前,全球最大的風(fēng)電機(jī)組是丹麥的維斯塔斯V236-15.0 MW,它的單機(jī)容量是15兆瓦,而在咱們GWH252-16MW投入使用的時候,美國則剛剛開始投入研發(fā)13兆瓦的海上風(fēng)電項目。

圖:海上風(fēng)電基礎(chǔ)設(shè)施-海底電纜的鋪設(shè)
可以說,GWH252-16MW的成功意味著中國在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域達(dá)到了絕對領(lǐng)先的地位,真正的遙遙領(lǐng)先。
不過,中國發(fā)展風(fēng)電受到了許多質(zhì)疑,在GWH252-16MW成功并網(wǎng)的時候,許多國外媒體也報道了此事,當(dāng)時很多國外網(wǎng)友表示它將會殺死很多鳥類,它會對海洋生態(tài)造成影響,以及制造它需要多少化石燃料,還有網(wǎng)友表示先抵抗一場臺風(fēng)再說。
那么,有趣的問題是,這臺全球最大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)投入使用9個月,到底有沒有出現(xiàn)這些問題呢?
最大風(fēng)電機(jī)到底有多大?
對于GWH252-16MW而言,它的單支葉片長度就達(dá)到了123米, 整個風(fēng)輪直徑達(dá)到252米,掃風(fēng)面積達(dá)到5萬平方米,這相當(dāng)于7個足球場的面積。
隨著材料的升級,GWH252-16MW的葉片全部采用碳纖維材料,單個葉片重量只有54噸,在它之前的風(fēng)電機(jī)超過100米的葉片,基本重量會達(dá)到100噸前后。
另外,機(jī)箱的高度在152米前后,重量達(dá)到570噸,相當(dāng)于10列復(fù)興號的重量。
值得一提的是,這座發(fā)電機(jī)組技術(shù)工藝上,咱們擁有100%的自主知識產(chǎn)權(quán),而材料上也實現(xiàn)了96%的國產(chǎn)化。
當(dāng)然,這樣一個大家伙發(fā)電量自然也是比想象得要多得多,它的葉片轉(zhuǎn)動一周就可以發(fā)電34.2度,這個電量差不多是一個普通家庭的一周的用電需求。
據(jù)估計,它全年可以發(fā)電6600萬度的樣子,這個電量足夠一個10萬人的小鎮(zhèn)的全部用電需求。
咱們國家是全球用電量最大的國家,占到全球總用電量的三分之一左右,但是我們現(xiàn)在的主要發(fā)電形式是火力——燒煤發(fā)電,這占了所有裝機(jī)容量的60%以上。
隨著用電需求的增加,如果我們繼續(xù)高度依賴火電,那么對環(huán)境的危害會越來越大。
而風(fēng)電是可再生的清潔能源,我們自然需要大力發(fā)展它,發(fā)展風(fēng)電沒有任何問題。
其實,我們現(xiàn)在風(fēng)電領(lǐng)域技術(shù)全球領(lǐng)先的一個原因就是我們用電需求大,我們必須要找到更清潔的可再生能源,不然就會很不可持續(xù)。
2023年7月份,央視《對話》欄目有一期就是講這個最大風(fēng)電機(jī)組的,當(dāng)時明陽智能的總裁張啟應(yīng)也指出了這一點(diǎn),對清潔能源的迫切需求是我們造出大風(fēng)機(jī)的原因之一。
那么,這臺全球最大的風(fēng)電機(jī)現(xiàn)在到底咋樣,它有沒有出現(xiàn)大家擔(dān)憂的問題呢?
最大風(fēng)電機(jī)現(xiàn)在咋樣?
首先,它當(dāng)然沒有被臺風(fēng)摧毀,甚至在一次臺風(fēng)天氣中都創(chuàng)下了風(fēng)力發(fā)電機(jī)單日發(fā)電量的世界記錄。
在2007年的時候,咱們國家的風(fēng)電技術(shù)還相對落后——主要依賴德國的技術(shù),當(dāng)時咱們就想制造抗臺風(fēng)的風(fēng)電機(jī),但是德國并沒有這樣的技術(shù),當(dāng)時的德國專家表示,咱們國家在10年內(nèi)不能造出抗臺風(fēng)。
然而,這一年(2007年)全球第一臺抗臺風(fēng)發(fā)電機(jī)就被我們造了出來。
其實,現(xiàn)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠抗臺風(fēng)的原因很簡單,因為它并不是一個簡單的發(fā)電設(shè)備,有人稱之為巨大的機(jī)器人。
每臺現(xiàn)代風(fēng)電機(jī)上面都有1000多個傳感器,這些傳感器會感知風(fēng)向、風(fēng)速、濕度,甚至是海面的波浪,機(jī)箱和葉片會根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向來做出調(diào)整。
當(dāng)風(fēng)速超過了風(fēng)電機(jī)的運(yùn)載能力時,它會調(diào)整到一個阻力最小的狀態(tài)(平時的話則是調(diào)整到阻力最大的狀態(tài)來讓風(fēng)力帶動葉片轉(zhuǎn)),然后完全停止轉(zhuǎn)動,以此避免電機(jī)損毀。
在2023年9月1日,臺風(fēng)“杜蘇芮”襲擊了福建沿海,而這臺風(fēng)電機(jī)乘著臺風(fēng)天,當(dāng)日發(fā)電量打破世界紀(jì)錄,達(dá)到38.41萬度。

圖:風(fēng)電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行損毀
GWH252-16MW的預(yù)設(shè)最大發(fā)電功率是16兆瓦,這意味著它24小時滿功率運(yùn)行的話,發(fā)電量應(yīng)該是38.4萬度,但是實際紀(jì)錄比這個值多發(fā)了100度電,我沒有查到為什么會這樣,但是在之后沒多久的12月21日,這臺風(fēng)電機(jī)單日發(fā)電量再次打破世界紀(jì)錄(非臺風(fēng)天)——達(dá)到了38.72萬度。
估計風(fēng)速沒有過分大的話,風(fēng)電機(jī)并不會被鎖定運(yùn)行,它會超負(fù)荷運(yùn)行,從而發(fā)出更多的電。
最后,我們再來說說,風(fēng)電機(jī)對生態(tài)是否真的影響很大吧。
其實,大家最關(guān)心的對鳥類的影響是非常小的,這是有數(shù)據(jù)支持的,每年被風(fēng)電機(jī)葉片打死的鳥類只有不到被汽車撞死的千分之一。
很多人認(rèn)為風(fēng)電機(jī)葉片轉(zhuǎn)速很慢,覺得它不可能打到鳥類,這個想法是錯的。
風(fēng)電機(jī)葉片的轉(zhuǎn)速慢就像我們覺得風(fēng)電機(jī)本身并不大一樣,只是視錯覺,它在做圓周運(yùn)動,而且葉片本身很長,越靠近葉尖的地方,意味著它的線速度就越快。
GWH252-16MW的葉片在滿功率運(yùn)行的時候,我們也不會覺得它轉(zhuǎn)動有多快,但是它的葉尖速度會超過350公里每小時。
當(dāng)然,沒有鳥類的飛行速度比這個更快,所以只要鳥類進(jìn)入一定范圍,它就無法逃脫,會被葉片高速打到。
但是,如你所見風(fēng)電機(jī)是在非常空曠的地方運(yùn)行的,它與鳥類相遇的可能性非常低,不僅如此,現(xiàn)在的風(fēng)電機(jī)是有驅(qū)鳥設(shè)備的,它根本不會讓鳥類靠近。
另一方面,它對海洋生態(tài)的影響也非常小,甚至有研究指出,因為風(fēng)電機(jī)在水下的部分形成了人工魚礁效應(yīng),給海洋生物提供了安全的棲息地,大大增加了該海域的生物多樣性。
總得來說,風(fēng)電機(jī)可以得到清潔的可再生能源,而對生態(tài)的影響并不大,當(dāng)然,制造風(fēng)電機(jī)需要化石燃料,但是考慮到它會在未來運(yùn)行幾十年,這些碳投入是值得的。
另外,16兆瓦遠(yuǎn)不是中國風(fēng)電的極限,18兆瓦,20兆瓦,22兆瓦早已提上日程,或已經(jīng)下線。
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