风力发电站会影响睡眠?澳科学家将联手深入研究
2016-03-28 11:19:00   来源:中国新闻网
内容摘要
一些澳大利亚民众表示,他们附近风力发电站产生的噪音严重影响他们的睡眠质量,从而影响他们的身体健康。尽管有一些证据显示距离风力发电站的远近与烦躁、睡眠障碍和生活质量下降之间存在相关性,但风力发电站不会直接对人类健康产生负面影响,科学家将投资做进一步的研究。

 

澳大利亚国家健康与医学研究协会曾经发布报告表示,尽管有一些证据显示距离风力发电站的远近与烦躁、睡眠障碍和生活质量下降之间存在相关性,但风力发电站不会直接对人类健康产生负面影响。然而该结果仍然无法减少当地民众抱怨和投诉。为解决这些问题,澳大利亚政府表示,将资助澳大利亚国家健康与医学研究协会330万美金进行进一步研究。

风力发电场通常建于偏远地区。然而澳大利亚一些民众表示,他们附近风力发电站产生的噪音严重影响他们的睡眠质量,从而影响他们的身体健康。

澳大利亚国家健康与医学研究协会表示,他们将通过与弗林德斯大学及新南威尔士大学合作再进行深入研究。

 

海上新能源潜力无限 垂直式风力发电机迎风破浪】

在应对气候变化和保证能源供应安全的背景下,海洋日益被视为重要的战略资源,在新能源开发领域扮演着重要角色。全球海洋风能资源要远远大于陆地,如果能解决技术和成本挑战,离岸的海上风力发电将是风能未来发展的重要方向。法国风电企业Nenuphar希望向人们展示,风电机还可以是另外一种样子,能安装在大海中浮动平台上迎风破浪。

提到风电机组,人们脑中浮现的画面大多是这样的:细高的塔柱上搭载着三个机翼样的叶片,与电风扇或者荷兰风车有几分神似。而法国风电企业Nenuphar则希望向人们展示,风电机还可以是另外一种样子,能安装在大海中浮动平台上迎风破浪。近日,我们来到Nenuphar公司在法国的试验机所在地,对正在研发中的“垂直式海上浮动风力机”一探了究竟。

进军海洋是发展风能新方向

在应对气候变化和保证能源供应安全的背景下,海洋日益被视为重要的战略资源,在新能源开发领域扮演着重要角色。Nenuphar公司的联合创始人兼首席商务官查尔斯.斯马贾很早就将目光瞄向海上风能。查尔斯介绍,法国的陆地风电机组虽然安装成本相对较低,但经常会因为噪音、占地、风景保护等问题遭到当地居民抵制。而全球海洋风能资源要远远大于陆地上的,且不存在居民反对的问题,如果能解决技术和成本挑战,离岸的海上风力发电将是风能未来发展的重要方向。

垂直风电机由创意变成现实

人类应用风能已经有很长的历史,荷兰风车早已深入人心,而充满创意的法国工程师则努力打破思维定式,法国人达里厄就曾在1931年另辟蹊径,设计出首个垂直式风力发电机。传统的风电机是水平设计,即风轮的旋转轴与风向平行,与荷兰风车原理相同;而垂直型风机的旋转轴与地面和风向都为垂直方向,有点像一个旋转的陀螺。Nenuphar力图将这种垂直式风力发电机应用到海洋中,将80余年前的创意变为现实。

公司联合创始人兼首席技术官弗雷德里克.希尔维介绍,传统的海上风力发电机通常只能安装在深度不超过50米的沿岸浅海,对海底的地质、地貌也有诸多要求,这很大程度上限制了海上风电场建置区域的选择。此外,传统海上风电需要由特殊的大型工程船逐个安装,成本高、工期长,难以大规模推广。鉴此,弗雷德里克与查尔斯共同成立了这家创新公司,专注设计可浮动的海上垂直式风电机。

据介绍,根据设计,海上浮动平台承载两个涡轮发电机,带动其工作的两个转轴按相反方向旋转,合计发电功率可达5兆瓦。弗雷德里克对于这种设计非常有信心,首先它可以突破50米水深的区域限制;其次由于可在港口生产安装,并由拖船带到指定位置,大大简化了安装程序,节约时间和费用。此外,这种风机不需要根据风向变化调向,有助简化设计,减少维护成本;在组成阵列时,两个垂直式风机反向旋转可降低对风的扰动,整体效率较传统风电机更高。目前,欧洲传统海上风电成本约为170欧元每兆瓦时,而垂直式浮动风电的成本有望控制在110至130欧元每兆瓦时。

不断创新且稳步推广新风机

创立于2006年的Nenuphar公司至今已对三个大型试验机开展测试,最新的陆地试验机位于马赛市西北约50公里的燃煤火电站内。这里的景象一边是望不到头的小煤山,另一边则是一排风力发电机迎风旋转,而其中有一部风机“骨骼惊奇”与众不同。这座高约50米、直径也为50米的大型试验机于2015年启动测试,发电功率为600千瓦。

公司首席执行官奥利维耶.雅布莱介绍,Nenuphar团队对每个试验机都进行了长时间测试和研究,不断改进设计,与此同时申请了相关专利。第三代试验机有三个叶片,Nenuphar将于2016年安装测试两个叶片的第四代陆地试验机,并计划于2018年在地中海安装2兆瓦的海上浮动风电机,于2020年以前安装5兆瓦的海上试验机,2022年组成阵列以完成最终测试。

多方面支持为企业保驾护航

谈到企业的发展,奥利维耶认为所有创新公司都面临技术和投资两方面的挑战,在稳步推进研发的同时,Nenuphar在融资方面得到了多方的支持。目前,公司已募得公共基金和私营机构各2000万欧元投资。

2015年以来,国际原油价格不断探底,欧洲天然气和煤炭价格大幅下降,但这并未熄灭欧洲发展可再生能源的热情。法国于2015年通过《绿色发展能源过渡法》。根据该法案,法国海上发电计划由目前的3吉瓦提高至2020年的6吉瓦,政府从法律和政策方面给予海上浮动式风能巨大发展空间。

Nenuphar的陆地试验机位于地中海岸,紧邻罗纳河入海口。由于交通便利,这里早已成为法国进口中东、北非化石资源的重要港口,沿岸区域也逐渐发展成法国重要的工业区,集中了大量石油化工、火力发电站等重工业。由于污染严重,当地下决心逐步关闭重污染企业,并为Nenuphar等可再生能源企业提供支持。查尔斯表示,由于污染减少,这里曾经几近绝迹的火烈鸟已重回故地,这更坚定了当地继续转型的信心,他相信未来地中海岸的火电站将被更多的风机取代。

 

长达两个足球场的风力发电叶片,可提高25倍功率】

受到狂风中摇摆的棕榈树的启发,弗吉尼亚大学和桑迪亚国家实验室的一组研究人员正在开发一个超长的风力机叶片,可用于建造50兆瓦的涡轮机。现今的功率通常只有2兆瓦。叶片将长200米,是目前最长的商用叶片的2.5倍。叶片的设计获得了美国能源远景规划(U.S. Department of Energy’s ARPA-E )项目的资助。

近年来,由于经济的驱动,风电行业所使用的叶片变得越来越长:转子(涡轮叶片扫过的圆形区域)直径越大,则单个风塔产生的电能越多。如果这样的叶片能够生产,同时塔能以一种经济的方式搭建,电力成本将下降很多。

超级叶片是基于弗吉尼亚大学机械和航空航天工程学教授埃里克·洛思(Eric Loth)的理念设计的。整个叶片将由一系列分段式叶片连接,各个连接叶片能根据风的强度进行折叠。叶片安装在塔的背风处(相对于迎风位的传统叶片),在极端风力条件下,叶片将如猛禽的爪子一样牢牢地扭抱在一起,以减少涡轮受力。在最佳风力条件下,他们将完全展开,特别适合于飓风多发地区。即使在风力较弱的地区,这种叶片也能使发电变得经济。

桑迪亚海上风电项目的技术主管托德·格里菲斯 (Todd Griffith)表示“我们计划要做的事情远远超出了目前的设计,有非常高的风险”。

目前现有的叶片最长为80米,并且只有一段叶片。由于物流和运输原因,叶片长度受到限制:很难用卡车运输几十米长、直径数米的东西。最近,丹麦的维斯塔斯公司(Vestas)开始在美国出售62米长的叶片。第一个客户是杜克能源(Duke Energy)。该公司计划2016年晚些时候用这些大型叶片在俄克拉荷马州建设一个新的风力发电场。叶片将沿德克萨斯州的墨西哥湾岸区运送到码头,然后由铁路运到俄克拉荷马,最后用卡车运抵现场。那种叶片设施仅适合在美国位置较为开阔的地区安装使用。

运输更容易、并可现场安装的分段式叶片不是最近才发明的。欧洲制造商包括歌美飒 (Gamesa)和爱纳康 (Enercon)公司现在也提供这种叶片,但目前还没有广泛推广。杜克可再生能源部工程与建筑副总裁布鲁斯·皮科克(Bruce Peacock)说,“由于风机叶片的长度和刚性,且要承受很大的压力,风力发电场的建造者们担心任何会影响其结构强度的因素。”

即使叶片抵达现场,架设超过120米高的风塔本身也是一个挑战,因为没有那么高的起重机。制造商,如特雷克斯(Terex)和马尼托瓦克(Manitowoc )公司正在开发针对极高风塔的专用起重机。但目前不清楚他们是否足够高,可建造一个转子长400米的塔。

 

不过新的方案还在不断涌现。总部位于北科罗拉多州的Keystone Tower Systems已开发了一个可以现场将钢板塑形成包裹式螺旋设计的移动工厂,解决了用卡车运送巨塔的问题。人们也设计了所谓的“爬升式起重机”,当塔升高时,它会顺着塔上爬。

新技术的发展意味着研发超大风力涡轮机的激情不会熄灭。将来,像伦敦阵列(London Array)那样的巨大近海风电场可能会越来越普遍,并且陆上叶片尺寸和塔高将不再像在海上那样受限。对于Scandia设计方案来说,要将设计产品推向市场需要十年或更长时间,如果它最终做到了,那么围绕可扩展叶片这个主题,未来会有更多设计概念。

 

英国将建世界最大风力发电站 可为百万家庭供电】

近日,英国决定建造世界上最大的离岸风力发电站,生产能供100多万户家庭使用的电力。

据报道,承建该发电站的丹麦国营集团东能源公司(Dong Energy)日前表示,英国已决定在英格兰约克郡北部岸外推展霍恩锡一号工程(Hornsea Project One scheme),建造发电量1.2千兆瓦的发电站。

这个定于2020年完工的庞大计划面积涵盖407平方公里,有174个风力涡轮机,每一个高190公尺,比英国人谑称“腌黄瓜”的伦敦地标还要高。

 

东能源的英国公司主席布伦特·切西尔说:“这是石破天惊且创新之举,其供电的家庭数目高于正在运行任何海上风力发电站。”

他海说:“在约克郡岸外竖立起世界上有史以来最大的海上风能站意义非凡,这还突显了岸外风能在英国新的低碳能源需求方面的重要性。”

据了解,过去10年来,强风和合适的地理条件使英国的风能行业增长迅速。根据贸易集团RenewableUK估计,目前,风电站生产的电力占了英国能源需求的10%。

风能业者指出,这个行业的发展将有助于英国达到它于2015年在巴黎举行的世界气候变化大会所许下的承诺,达到其控制温室气体排放的目标。

 

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