隨著全球海上風(fēng)電市場日益火熱，海上風(fēng)機(jī)不僅在單機(jī)容量上頻頻刷新紀(jì)錄，機(jī)型樣式同樣新品不斷，單葉片、雙葉片、雙頭甚至“疊式”等非傳統(tǒng)機(jī)型正逐步進(jìn)入市場。
單葉片浮式風(fēng)機(jī)獲投資
近日，荷蘭風(fēng)電技術(shù)開發(fā)商TouchWind公司宣布，獲得日本三井株式會社投資，雙方將進(jìn)一步加強(qiáng)新型浮式海上風(fēng)電技術(shù)研發(fā)合作。值得注意的是，TouchWind公司是市場少有的一體式轉(zhuǎn)子單葉片浮式海上風(fēng)機(jī)研發(fā)企業(yè)。
據(jù)TouchWind公司消息，該公司將與三井株式會社共同研發(fā)單葉片浮式海上風(fēng)機(jī)，隨著新資金注入，將有機(jī)會擴(kuò)大一體式轉(zhuǎn)子單葉片浮式海上風(fēng)機(jī)的現(xiàn)場測試規(guī)模，同時對潛在的尾流效應(yīng)進(jìn)行研究。
根據(jù)公開資料，TouchWind公司研發(fā)的一體式單葉片浮式海上風(fēng)機(jī)僅有一片風(fēng)機(jī)葉片，以輕微向上的角度安裝在桅桿上，在風(fēng)速較低時，桅桿處于傾斜狀態(tài)，且有一個浮標(biāo)為其保持平衡，隨著風(fēng)速增加，單葉片能夠直立起來開始旋轉(zhuǎn)發(fā)電，浮標(biāo)可用作壓艙物確保葉片不被大風(fēng)吹走。
TouchWind公司公布的運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，目前，市場上主流的風(fēng)電機(jī)組通常有3片葉片，風(fēng)機(jī)零部件組成相對復(fù)雜，出現(xiàn)故障的概率相對更高，并且在風(fēng)速超過25米/秒后就可能停止運(yùn)行，而這款單葉片風(fēng)機(jī)為一體式設(shè)計，安裝簡潔方便，還能自動調(diào)整自身位置，可適應(yīng)的最高風(fēng)速能夠達(dá)到70米/秒以上，尤其適合深海海上風(fēng)電開發(fā)。
三井株式會社風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目部總經(jīng)理杉山雅幸表示：“這一獨(dú)特設(shè)計能夠保證風(fēng)機(jī)在強(qiáng)風(fēng)下高效運(yùn)轉(zhuǎn)，在降低風(fēng)機(jī)重量的同時，還能有效提高發(fā)電效率。雙方合作將有機(jī)會帶來高效和有競爭力的浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目。”
非傳統(tǒng)樣式層出不窮
除了具備潛在的發(fā)電優(yōu)勢，Touchwind公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官萊克斯·科力普還表示，與傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)相比，由于葉片以及零部件用量更少，同等條件下單葉片風(fēng)機(jī)成本可降低30%左右。
據(jù)萊克斯·科力普介紹，目前，該公司已經(jīng)在荷蘭水域內(nèi)安裝了一個直徑為6米的單葉片風(fēng)機(jī)，計劃近期開始現(xiàn)場測試，隨后將進(jìn)一步擴(kuò)大測試范圍，還將與合作伙伴共同探索海上項(xiàng)目安裝和維護(hù)情況，推動該產(chǎn)品盡快投入市場。
實(shí)際上，單葉片風(fēng)機(jī)的研發(fā)只是風(fēng)電行業(yè)內(nèi)機(jī)型創(chuàng)新的一個代表，過去數(shù)年間，除了葉片數(shù)量有創(chuàng)新設(shè)計外，還出現(xiàn)了“雙頭”風(fēng)機(jī)、“疊式”風(fēng)機(jī)等顛覆性風(fēng)機(jī)樣式。早在2016年，歐洲風(fēng)電設(shè)備商維斯塔斯就曾推出過安裝四個風(fēng)輪的風(fēng)機(jī)設(shè)計，該設(shè)計包含12只葉片，據(jù)稱能大幅提高風(fēng)能利用率。
創(chuàng)新研發(fā)進(jìn)度更為顯著的還有雙葉片風(fēng)機(jī)。歐洲風(fēng)機(jī)研發(fā)企業(yè)Seawind公司在過去數(shù)年推出了多款雙葉片風(fēng)機(jī)機(jī)型，目前已分別在歐洲陸上和海上開啟了現(xiàn)場試驗(yàn)。根據(jù)Seawind公司計劃，該公司將在2024年試驗(yàn)功率為6.2兆瓦的浮式海上風(fēng)機(jī)，如果順利推進(jìn)，一年后該款機(jī)型就能夠得到設(shè)計認(rèn)證，隨后可推向市場。
有望緩解產(chǎn)業(yè)鏈瓶頸
在業(yè)界看來，風(fēng)機(jī)樣式推陳出新提速且獲得諸多關(guān)注，除了提高風(fēng)能利用效率的訴求外，更體現(xiàn)出風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈對供應(yīng)瓶頸的“焦慮”。
TouchWind公司指出，傳統(tǒng)海上風(fēng)機(jī)安裝成本相對較高，其中，風(fēng)機(jī)支撐結(jié)構(gòu)、安裝和基礎(chǔ)施工成本占到海上風(fēng)電成本的37%左右，相對簡易的單葉片風(fēng)機(jī)有利于降低這一環(huán)節(jié)的開支。據(jù)悉，該公司還將利用3D打印技術(shù)、以環(huán)保型材料生產(chǎn)風(fēng)機(jī)所用的錨，提升海上風(fēng)機(jī)的環(huán)保性能。
Seawind公司首席執(zhí)行官迪米特里奧斯·穆杜里則表示，過去幾年，全球風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量快速增長，從2021年的9-12兆瓦增長到如今的18兆瓦以上，但風(fēng)機(jī)葉片也是當(dāng)前風(fēng)電行業(yè)供應(yīng)鏈瓶頸最為明顯的環(huán)節(jié)之一。
“一直以來，風(fēng)電行業(yè)都飽受原材料成本高昂、大宗商品價格波動帶來的巨大困擾。業(yè)界普遍希望能夠研發(fā)出替代方案，更加關(guān)注非稀土材料的使用，找到高成本海上風(fēng)電安裝船的替代方案 ，還希望風(fēng)機(jī)制造成本能變得更低，從而推動風(fēng)電價格變得更低。”迪米特里奧斯·穆杜里表示。
