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着眼海上风电未来,远景能源正在进行的技术创新主要有两项,一是2015年欧盟决定资助远景能源1亿元人民币,以推动由其主导研发的EcoSwing超导风机项目。远景能源的EcoSwing超导发电机定子线圈采用传统方式,而转子线圈采用独特的高温超导材料制成。这些转子线圈安装在真空环境中,使用压缩氦气控制在77K临界转化温度以下,实现转子超导状态。
超导技术成功应用于风电机组行业后,对风电领域来说,将是一种非线性的颠覆式改变,这一应用将大幅度提高发电机功率密度和转矩密度,预计超导直驱方案将减轻塔顶重量至少30%,在风电机组本体减重的同时,又极大程度上降低了平台成本,可谓一箭双雕。
另一项是引用航空技术,开创性地将三维设计应用于风电机组叶片设计,依据空气动力学,对叶片的8个剖面做了详尽分析,并成功大幅降低了叶片的疲劳载荷,提升了年发电量。去年FlexSys公司采用无襟翼设计机翼(FlexFoil),解决了困扰飞机设计师和工程师多年的操纵面间隙问题。这一技术去年才对外宣布,但远景专家敏锐地察觉到这一技术应用于风电机组叶片的可能性。FlexFoil采用柔性机翼,即无缝、几何外形可改变的后缘操纵面,代替标准开式连接的襟翼。该设计是让结构长度上的每个单元都承受变形载荷,使机翼蒙皮一致受力弯曲,形成无缝的风切入几何机构。FlexFoil柔性机翼能够以50度/秒的相应速率从-9度偏转至+40度,可以满足实时阵风载荷减缓的需求。该设备的扭转形变可以达到1度/ft(0.3m)。此外,该新型结构的额定载荷超过10000磅,具有2.4倍过载的安全系数,并已通过疲劳、温度和耐化学测试。
经过测试发现,这一技术应用到风电机组叶片同样可以有效减少风阻,提高能量可利用率。柔性机翼通过产生微小的形变来减轻气动载荷,在载荷建立起来之前就将其全部卸掉,而不会产生严重的后果。
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