江蘇乃爾(ěr)風電(diàn)技術開發有限公司
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近日,受超級台風“摩羯”登陸影響,海南文昌一風電(diàn)項目多台風機受損,引起社會關注。“風力發電(diàn)不應該越大,發電(diàn)越多嗎?”“爲什麽風力發電(diàn)設備(bèi)不能承受台風?”“越來越多的海上風機會有更大的安全風險嗎?”這已經成爲網民們普遍關注的問題。
冷知識是,風越大越好。雖然從能量守恒定律的角度來看,風速越大,理論上提供的電能就越多,但現有的技術和設備(bèi)不能無限制地轉換任何風速。如果風扇葉片轉速過快,将超過機械設備(bèi)的物理承載能力,導緻風扇損壞。因此,每種類型的風力發電機都有其設計中最大的安全風速。當風速超過此限制時,爲瞭(le)保護風力發電機免受極端天氣損壞,智能安全保護系統将啓動,使風機逐漸降低轉速,直至安全停機。

事實上,在适當的風速範圍内,風力發電機可以最大限度地提高發電效率,最佳發電風速取決於(yú)風力發電機的具體型号和設計。一般來說,大型商用風力發電機的最佳工作風速範圍爲3米/秒至25米/秒。在此範圍内,風力發電機可以正常運行,達到較高的發電效率。相反,機組性能會下降甚至停止。随著(zhe)風電技術的不斷進步,人類可有效利用的風速範圍也在不斷擴大。
極端天氣對風電設備(bèi)構成潛在威脅。台風是我國東南沿海地區常見的災害性天氣。影響範圍廣,平均風速大,湍流強度高,風向變化快,持續時間長,破壞力驚人。如果不積極應對,可能會導緻風機葉片斷裂、塔管斷裂、機艙蓋傾覆等事故。但是,如果我們認爲風力發電機隻要遇到台風就會“結束”,甚至得出結論,中國不适合沿海地區大規模發展風電,那就有點危言聳聽瞭(le)。
風電行業已經開發出瞭(le)一種巧妙的方法來對抗台風。中國東南沿海地區使用的風扇也将考慮抗台風設計,主要包括以下幾點(diǎn):
偏航系統調整。風機上的底盤很大,甚至可以停在直升機上。如果台風從側(cè)面吹到底盤,風機将承受很大的阻力。爲瞭(le)避免硬攜帶,當台風來襲時,偏航系統會根據台風方向自适應偏航調整,使風機正面對台風,減少側(cè)向應力,保護風機結構。
葉片變(biàn)槳控制。有些人會想,讓風扇面對台風,雖然減少瞭(le)側力,但如何解決前三個大葉片的風力?此時,需要改變(biàn)槳操作,改變(biàn)葉片的風角,以減少風扇的積極風力,進一步降低風扇在台風中的阻力,保護風扇的安全。
安全準確(què)的位置。沿海風電場建設不是風大的地方,而是充分考慮當地氣候條件和台風頻率,確(què)保風電場位於(yú)相對安全的區域。同時,加強氣象預測能力,提前做好台風等極端天氣預防準備。台風過境時,實時監測風向、風速等環境參數,根據情況自動調整風機運行狀态。
可以說,台風並(bìng)不是制約我國風電發展不可克服的環境因素。十多年前,台風破壞瞭我國沿海地區的陸地風電機組。就連外國專家和企業也曾認爲,我國台風頻發地區不具備開發海上風電的條件。近年來,随著(zhe)我國風機抗台風技術的不斷升級,風電機組很少被台風破壞。除瞭文昌一風電場尚未建成,抗台風能力尚未形成外,許多沿海地區的風電場還成功通過瞭超強台風的“大考驗”。
即使技術不斷進步,安全也永遠是風電行業的生命線。風電是各國競相發展的新興産(chǎn)業。風電設備(bèi)成本昂貴。事故不僅會造成直接的财産(chǎn)損失,還會對中國風電行業的聲譽産(chǎn)生不可挽回的影響。近年來,海上風電不斷向深海推進,風機大型化迅速提升。一些模型沒有時間進行長時間的現場驗證。此外,目前行業低價惡性競争普及,風電機組的安全性不斷引起業界關注。
面對風電(diàn)行業發展的新形勢,如何進一步提高風電(diàn)機組的安全性和抗台風能力,如何更好地适應極端海況,甚至如何充分利用台風天氣提高風電(diàn)場(chǎng)的發電(diàn)能力,将是風電(diàn)行業需要不斷克服的問題。
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