(资料图片)
北京日报客户端 | 记者 赵语涵
一排排白色风电机依靠巨大的风轮转动获取新能源，这样的风电站已经在我国多地建设。而为了实现更高效率地捕捉风能，风力发电机正进行排布两个风轮的创新尝试。10月30日，由中国华能集团牵头研制的2.7兆瓦串列式双风轮风电机组“赛瑞号”在北京未来科学城举办整机下线仪式。“赛瑞号”机组打破常规，采用紧凑型串列式双风轮，首次实现风能多级叶轮协同捕能、高效梯次利用的世界性难题，解决了长期制约风电机组的风能捕获效率低、叶片尺寸过大等瓶颈，为风电行业趟出一条新赛道。
“赛瑞号”风电机组下线仪式现场。华能清能院供图
下线仪式现场，来自中国华能集团的技术专家向参会嘉宾们展示介绍了创新设计的“赛瑞号”。与传统所见的单风轮风机不同，“赛瑞号”在风机的顶部前后平行排布了两个可转动的风轮。为何要这样设计？ 项目负责人，华能清能院副院长郭小江告诉记者，这是因为传统单风轮风电机组的风能捕获效率已逼近理论极限，进一步提升的难度和代价极大。对于单风轮电机组来说，扩大叶片尺寸成为提升捕能效率的主要方式。近年来，风电机组叶片尺寸急剧扩大，全球最大的风机风轮直径已超260米，单支叶片制造成本高达700万元以上，对风电机组设计、施工和造价带来严重挑战。
“单风轮已逼近极限的情况下，双风轮成为一个新的探索方向，这也是借鉴了传统火电、水电等发电技术成熟的多级利用理念。”这位负责人进一步解释，“利用前后风轮协同，后面的风轮可以吸收第一个风轮后方气流的剩余能量，实现风能的梯次利用，显著提高风能系统综合利用率，从而突破风能捕获效率极限。”
与传统风电机组相比，双风轮机组可实现单机成本降低10%，风能利用率提高15%，风机叶轮尺寸缩小近一半、额定功率下等效单位扫风面积风能捕获功率提升至原来的2倍左右。经测算，在同样面积的风电场，双风轮机组的使用，可将机位数和发电量大幅提升50%以上，大幅节省国土资源。同时，新机组对材料、制造、运输、安装、运维的要求更低，成本也随之降低，应用前景极为广阔。
据悉，中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司牵头承担了“新型高效风能转换装置关键技术研究”这一国家重点研发专项。项目于2020年11月开始启动，周期为3年。目前，研发团队已完全掌握了双风轮仿真分析、设计优化、制造测试等核心关键技术，短短两年建立了拥有超百项国家发明专利的知识产权体系，将我国风力发电技术从跟跑转化为在新赛道上的领跑。据了解，“赛瑞号”将于2022年底在华能吉林通榆“乡村振兴”风电场并网发电。
