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美国风力涡轮机的功率越来越低
2019年03月12日    阅读量:229    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

谈到风力发电,你可能会认为更大更好。更高的结构,更大的叶片和更强大的发电机将产生更多的电力,所以当然最好尽可能地建造所有这些。根据数据和行业专家的说法,这不是正在发生的事情中国机械网okmao.com。相反,风力涡轮机制造商故意对其涡轮机的最大发电容量进行制动 - 阻止可能的峰值功率。结果是涡轮机产生更多的电力,而不是更少。


2017年风能技术市场报告强调了美国涡轮机中“特定功率”降低的趋势,该报告追踪风力发电的一些趋势,由劳伦斯伯克利国家实验室的一组科学家为DOE制作。


“特定功率是最大铭牌容量之间的关系 - 或风力涡轮机可能产生的总发电量 - 相对于叶片的扫掠转子区域之间的关系,”报告作者Ryan Wiser 在采访中告诉Popular Mechanics。“这是这两个因素的比例。”涡轮叶片越大,发电机越小,其比功率就越小。就美国而言,转子尺寸增加但发电机尺寸增加并不完全保持同步,这个比例正在下降,非常有意义。


乍一看,风力涡轮机设计人员的目标是降低比功率可能没有意义。毕竟,如果你有一个非常大的叶片的巨型涡轮机,你可以想象,将它与强大的发电机结合在一起,从那些巨大的叶片上拧下最后一滴电力是明智之举。如果你的目标是最大限度地发电,那可能就是真的,但美国公用事业公司最关心的是它们的发电机实际上是多么稳定。


美国公用事业公司最关心的是它们的发电机实际稳定性


风能和太阳能等可再生能源的最大缺点之一就是这些能源可能会大幅波动,一天产生零能量,而下一次产生的能量则超过必需能源。这个问题的一个解决方案是巨型电池农场,但是风电机组真正想要的是能够在很长一段时间内连续产生一定量的电力而没有波动。


在能源业务中,这种特性被称为“容量因子”,它告诉操作员发电机在100%的时间内产生最大能量的程度。如果某个特定的涡轮机可以产生最大的,例如5兆瓦 - 涡轮机的铭牌容量 - 并且它可以24/7这样做,那么它的容量系数为100%。


但是真正的涡轮机不可能一直全速运转。有时风不会吹,或不是很强,或者涡轮机必须关闭进行维护。Wiser表示,几年前,美国的风力发电机平均容量系数约为33%,这意味着它们在给定的时间内产生的功率仅为其假设最大值的三分之一。


更稳定的电力意味着更低的电力


但是,在较低的比功率下,达到最大容量突然变得更加容易。即使风速较低,较大的叶片也可以非常容易地将较小的发电机最大化,这意味着这些涡轮机更频繁地以最大功率运行。这导致更稳定的电源和更高的容量因数。


“能力因素从几年前的约33%增加到今天的低40%甚至40%,这主要是由于比功率的下降,”Wiser说。


更稳定的电力意味着更低的电力,更低的铭牌容量意味着涡轮机可以建造在没有得到多少风的地方。这为在几年前不可能实现的地方建设可再生能源基础设施打开了大门。


“当我们开始耗尽国家的一些非常强劲的风速时,我们正在朝着年平均风速的方向发展一些吸引力较小的风电项目,”Wiser说,“这些低功率涡轮机将有助于实现风电项目在更广泛的资源网站中茁壮成长。“


“这些涡轮机有助于风能在东北部,大湖地区,甚至未来的东南部地区经济,”他说。


Wiser说,这些影响并不会立即感受到,因为美国的风电场土地仍然比它知道如何处理更多。但是在几年内 - 而且现在在该国的少数几个地区 - 低功率涡轮机正在使其影响已知。这只是表明更大并不总是更好。


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