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风起电涌 美国试水海上风力发电
发布时间:2014-10-09 10:26:47     来源: 中国科学报  作者:闫洁 
本文摘要:一台淡黄色的风力涡轮机在波浪中摇晃,薄薄的叶片缓慢地旋转着。这个20米高的家伙建于去年6月,是一种试验性漂浮设计,规模只有实际大小的1 8。
 
  漂浮式涡轮机
 
  对于开发商来说,其面临的一个大问题是在美国沿海建设风电场是否具有经济意义。任何与迎合环境条例或应对严重风暴相关的额外努力,都将会增加建设成本,而海上风电场正处于同丰富的廉价天然气竞争的阶段。
 
  为此,开发商正在实验不同的设计,希望能降低支出。由单根巨型管子插入海床构建的单桩结构通常是最便宜的,而且很好地经受过考验。不过,一些开发商正尝试构建将三根桩子绕在中心柱附近的多桩结构,这与海上石油和天然气平台使用的结构相似。随着涡轮机变大,这些多桩设计可能更加稳固,并且比单桩更廉价。
 
  另一种解决方案是让涡轮机漂浮起来,就像研究人员在卡斯汀所做的试验性设计一样。来自缅因大学的工程师HabibDagher和同事将中空混凝土管子固定在涡轮机底部。通过3根钢丝绳将其连接到海床中的锚上,涡轮机在波浪中非常稳固。这样的设计可在更深的海域中操作,而利用单桩直接插入海床是不切实际的。Dagher介绍说,这样建造还相对便宜,因为相关部件可以在岸上生产,然后将其运到目的地。
 
  不过,他和同事不得不证明实际尺寸大小的漂浮式结构可以在大风暴中直立并且稳固。对示范涡轮机安装后测量的数据显示,这种设计表现不错。Dagher表示,即使在80公里/小时的大风中,涡轮机也只倾斜了5.9度。这表明实际尺寸大小的设备能在500年一遇的强劲风力中保持稳固。
 
  在Musial看来,10年前漂浮式涡轮机并没有受到重视,但如今它们正成为严肃的竞争者。在葡萄牙岸边安装的一台2兆瓦试验性漂浮式涡轮机从2012年起成功运转至今,日本也拥有两台已和电网连接的漂浮式涡轮机。同时,美国能源部门表达了对该设计的兴趣:今年能源部资助的3个示范项目之一将在俄勒冈州库斯贝海上350米深处配置5台6兆瓦漂浮式涡轮机。
 
  政治问题
 
  在专家看来,发展海上风电面临的环境和技术挑战是完全可以克服的。特拉华大学研究海上风电政策的专家WillettKempton认为,目前最大的障碍是各种纷繁复杂的政策规则。它们将减缓项目进度,并且为开发商和投资者提供了并不充分的确定性。
 
  其他项目也因政治、政策和成本方面的担心而深受其害。例如,在缅因州,由挪威能源公司Statoil参与的一项建造价值1.2亿美元风电场的交易,因在该州州长选举时承诺向其他开发商重开投标过程而土崩瓦解。
 
  Kempton极力称赞欧洲国家为推动海上风电发展所提供的能源政策和财政激励。例如,丹麦设立了到2020年一半用电通过风力发电获得的目标。为实现这个目标,需要将电网连接到海上风力发电场,并为来自这些设备的电力设置合理价格。
 
  相较于美国联邦政府提供的短期税收抵免政策,这种长期的支持对于风电行业更具吸引力,因为前者的消失与否在很大程度上依赖于选举周期中国会的一时心血来潮。
 
  美国一些州正开始为相关项目提供更好的支持以鼓励投资者和开发商。例如,马里兰州为开发商提供补贴的做法极大鼓舞了早先在马里兰州海岸建造一个大型风电场的努力。
 
  不过,就目前而言,使涡轮机成功下水的最大机会在于美国北部地区。
 
  今年9月,开发商DeepwaterWind获得了明年年中作为示范项目一部分在罗得岛州海岸安装涡轮机所需的联邦政府的最终批准。波士顿能源管理公司则希望尽快建设更大的鳕鱼岬海上风电场。
 
  为实现该目标,位于马萨诸塞州的新贝德福德港口正赶着完成最后的准备,以保证其有能力操作1400吨起重机,将涡轮机搬运到船上,然后运到鳕鱼岬海上风电场。同时,大型挖掘机每天24小时不间断作业以加深港口。
 
  马萨诸塞州清洁能源中心海上风电项目主任BillWhite正管理着新贝德福德项目。在他看来,接下来的几个月里“我们将知道鳕鱼岬海上风电场是否能变成现实”。


 
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