巨型“追風者”:世上最大風力發電機有多大?6架客機首尾相連!
來源:科普中國
發布時間:2024-02-20
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風力發電機越大,發電能力越強,綜合性價(jia) 比越高。然而,風力發電機越大,製造難度,安裝難度就越高。

幾十年前,風力發電機的體(ti) 型變化緩慢,但現在不同了。有的風力發電機,上半年剛剛打破世界最大紀錄,下半年,這個(ge) 頭銜就沒有了。

這就是目前的變化速度。

為(wei) 了讓大家了解一下處在井噴中的風力發電機製造技術,本文從(cong) 小到大,介紹風力發電機中的四款巨無霸。

從(cong) 15兆瓦開始

在風力行業(ye) ,維斯塔斯是一家丹麥風力發電機設計和製造商。

2021年,他們(men) 推出了當時世界上功率最大的風力發電機“V236”,其功率高達15兆瓦。

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

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

葉輪的掃風麵積高達43742平方米,相當於(yu) 6.1個(ge) 標準足球場麵積。

V236的掃風麵積相當於(yu) 6.1個(ge) 這樣的足球場(圖庫版權圖片,轉載使用可能引發版權糾紛)

2023年8月,矗立在丹麥國家風能測試中心的維斯塔斯15兆瓦V236樣機,其單日發電量達到了驚人的363兆瓦時,也就是36.3萬(wan) 度電,創造了當時的世界紀錄。

突破16兆瓦

2022年11月,由三峽集團與(yu) 金風科技合作研發,擁有完全自主星空体育官网入口网站產(chan) 權的GWH252海上風電機組成功下線。

GWH252功率為(wei) 16兆瓦,比V236還要大1兆瓦,是當時全球葉輪直徑最大、單機容量最大、單位兆瓦重量最輕的風電機組。

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

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

GWH252掃風麵積為(wei) 5萬(wan) 平方米,相當於(yu) 7個(ge) 足球場。16兆瓦功率,這意味著,其在滿發狀態下,一個(ge) 小時可以發電1.6萬(wan) 度。

國內(nei) 一般家庭一年使用電量為(wei) 2400度左右,這就是說,16兆瓦風機在滿發狀態下,一個(ge) 小時的發電量相當於(yu) 一個(ge) 普通家庭6年多的耗電量。

2023年6月28日,GWH252海上風電機組於(yu) 福建某風電場成功吊裝後,經曆了超強台風“杜蘇芮”的極限考驗,“杜蘇芮”中心最大風力相當於(yu) 17級風。

2023年9月1日,GWH252在連續24小時全容量滿發後,單機發電量高達38.41萬(wan) 度,創下全球風電單機單日發電量最新紀錄。

快進到18兆瓦

世界最大風力發電機這個(ge) 紀錄,GWH252僅(jin) 僅(jin) 保持了一些時日,之後,也就是2022年底,國內(nei) 又傳(chuan) 來新的紀錄。

風力發電機

中國海裝對外表示,其研製的“H260”海上風電機組在山東(dong) 省東(dong) 營經濟開發區海上風電產(chan) 業(ye) 園研製成功。

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

H260超大型海上風力發電機,葉輪掃風麵積約5.3萬(wan) 平方米,相當於(yu) 7.4個(ge) 標準足球場的麵積。

在滿發風速下,每轉動一圈可發44.8度電,單台機組每年可輸出超過7400萬(wan) 度清潔電能,可滿足4萬(wan) 戶三口之家一年的用電量。

280米葉輪直徑

就在中國海裝對外宣布,成功研製世界最大風力發電機沒有多少天,2023年1月10日,明陽智能正式發布了18兆瓦全球最大海上風電機組——MySE18.X-28X,下文簡稱MySE18。

從(cong) 功率上來說,MySE18與(yu) 中國海裝的H260一樣,但為(wei) 什麽(me) 他們(men) 對外宣布是全球最大?

原因是,這個(ge) MySE18單支葉片長度超140米,而葉輪直徑更是高達280米,最大掃風麵積66052平方米,相當於(yu) 9個(ge) 足球場大小。

然而,大家需要注意的是,H260目前已研製成功並下線,而MySE18還處在設計階段。

綜上所述,如果要問,目前已經安裝並投入使用的世界最大風力發電機是哪個(ge) ?

答案隻能是三峽集團與(yu) 金風科技合作研發的GWH252。

如果問已經研製成功,產(chan) 品已經下線並處在測試中的世界最大風力發電機是哪個(ge) ?

答案隻能是中國海裝的H260。

而明陽智能的MySE18隻是還處在研製階段而已,未來,其可能是世界最大的風力發電機,也可能不是。因為(wei) 還存在一種可能,就是當它在未來下線前,其他更大功率,更大尺寸的風力發電機會(hui) 提前下線。

未來還會(hui) 更大嗎

超大型風力發電機一般都是安裝在近海,屬於(yu) 海上風電。

相對於(yu) 陸上風電,海上風電有很多優(you) 勢,比如風力資源豐(feng) 富、發電利用小時數高、不占用土地、不消耗水資源,適宜大規模開發,且對周邊環境幹擾小等。

由於(yu) 海上風大,且相對平穩,其發電效率通常比陸上風電要高出20%-40%左右,這是支撐超大風機得到蓬勃發展的一大原因。

2019年,國際能源署發布《2019年海上風電展望》報告,在報告中,他們(men) 提到,隨著技術改進,2030年可能會(hui) 看到更大的風力發電機,功率在15至20兆瓦左右。

圖片來自國際能源署發布的《2019年海上風電展望》報告。

然而,距離這份報告發布兩(liang) 年後,也就是2021年,維斯塔斯15兆瓦風機出現了。

2022年和2023年,16兆瓦和18兆瓦的風機也出現了。

也就是說,超大功率的風機,它們(men) 的出現遠遠早於(yu) 國際能源署的預測。

因此,我們(men) 有理由相信,18兆瓦風機並不是終點,20兆瓦風機也不是終點,且20兆瓦風機可能會(hui) 在不久的將來出現。

作者:寒木釣萌 科普作家、科技部“全國優(you) 秀科普作品獎”獲得者

審核:李瑞霞 國家地熱中心中石化新星(北京)新能源研究院副院長、研究員

出品:科普中國

監製:中國科學技術出版有限公司、中科數創(北京)數字傳(chuan) 媒有限公司


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