全新浮动式“海上垂直对转风力发电机”效率可达水平固定式一倍以上

针对海上风力发电机组的设计，来自挪威的 World Wide Wind 科技公司，似乎有着相当独特的见解。随着入海越深，基于传统水平轴设计的风力涡轮机（HAWT），其劣势正在愈加显现。但是该公司的浮动式“对转垂直涡轮机”（conventional horizontal-axis wind turbines）方案，却有望通过反向旋转的两组叶片，将输出功率提升一倍以上。

（来自：World Wide Wind Tech AS）

据悉，传统 HAWT 风力涡轮机需要用到诸多重型部件 —— 包括传动系统、变速箱、发电机、以及巨大的叶片 —— 且需要将它们固定在一根长杆的顶部。

正因如此，想要将传统风力发电机安装到海上浮动平台上，其挑战要艰巨得多。有鉴于此，一些工程师和运营商开始放眼所谓的垂直（VAWT）风力涡轮机方案。

如图所示，VAWT 能够将各组叶片向上伸出，并将其余重头部分设置在底部，因而设备倾向于自然直立状态。

而在接受来自各个方向的风能的时候，它又无需转身迎风，因而能够减少 HAWT 方案上的繁重齿轮部件。

在同等微风下，通常 VAWT 方案的效率，要较三叶式 HAWT 风力涡轮机要低得多。

但另一方面，我们也可将它放置在更近的地方、而不至于降低性能 —— 意味着 VAWT 可在同一片海洋上发出更多的电量。

而 World Wide Wind 提出的这套概念新颖的浮动式 VAWT 方案，就是专为在海面上的大规模可扩展性而设计的是。

有趣的是，其中安装在中央叶片上的顶部涡轮机可以向一个方向旋转。而靠近塔底的另一台涡轮机，又可朝着不同的方向运动。

从某种意义上来说，World Wide Wind 是将两台 VAWT 风力涡轮机“合而为一”了 —— 其中一个涡轮机固定在“转子”上、另一个则安装在“定子”上。

与静态定子相比，对转垂直涡轮机（CRVT）的旋转速度相对增加了一倍、发电量也更为显著。

同时这项设计将更重的、以及需要经常维护的部件放置在了主体结构的底部（浮筒下方），靠近系绳和电缆连接处。

但是对于普通人来说，可能并不十分适应它的“非完全直立式”设计，因为巨大的风力发电塔会随风倾斜。

对此，World Wide Wind 解释称，叶片被设计扫过锥形区域、有助于减少每个浮动塔下部的湍流尾流，从而使得操作人员可将更多此类装置部署到指定地点。

而且得益于倾斜能力，该公司的 VAWT 风力涡轮机也能够更好地抵御突然且猛烈的阵风、以及破坏性的振动。

发电效率方面，明阳智慧能源在业内领先的、高度 262 米（794 英尺）的 HAWT 竞品已可达到 16 兆瓦。

然而 World Wide Wind 宣称其 VAWT 方案能够更加轻松地扩展 —— 高度可达到更惊人的 400 米（1312 英尺），且单机标称高达 40 兆瓦。

World Wide Wind 公司代表在接受 Recharge 采访时称，其预估平准化能源成本（LCoE）低于每兆瓦 50 美元 —— 不到美国能源部设定的 2027 海上风电项目预期的一半。

目前该公司正在努力通过快速原型设计来加速 CRVT 对转垂直风力涡轮机的开发，以期在 2026 年建成并运行 3 兆瓦的机型。如果一切顺利，其有望于 2029 年建成 40 兆瓦的更大机型。