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據(jù)美國《大眾科學》報道，美國通用電氣公司(GE)日前正在研制新一代的近海風機。依托創(chuàng)新設計和獨特制作工藝，這種風機能夠在提升效率的同時降低維護成本，每臺風機的功率可達4000千瓦，可為1000戶家庭供電，預計將于2012年投放市場并接入美國電網(wǎng)。
美國沿海地區(qū)的風力資源非常豐富。數(shù)據(jù)顯示，若該區(qū)域的風能可被充分利用，可滿足“四個美國”的能源需求。但是鑒于風電的不穩(wěn)定性，實現(xiàn)風能的大規(guī)模使用必須要在風機上下功夫。目前世界各地風機制造商的試驗工作按技術可兩為兩類：一是把葉片做得更長，以盡可能多地捕捉風力；二是簡化傳動裝置（包括開發(fā)新型發(fā)電機），以降低日后昂貴的維修成本。二者往往難以兼顧，甚至是“此消彼長”。通用電氣公司即將推出的這款風力發(fā)電機，則融合了兩者的優(yōu)點。
眾所周知，風機葉片越長，就能捕捉到更多的風力，因此風機制造商總是希望能夠讓葉片盡可能地長一些。但過長的葉片也會更重、更容易變形，大風帶來的推力會導致風葉扭曲，甚至會傷及塔身。因此，通用電氣公司設計出了一種特別的風葉，它會隨著風力的加大而向后扭轉，最大可以彎曲約8英尺。當強風吹到風葉的尖端時，葉片會沿著弧線輕微地扭轉，從而“甩掉”大風的沖擊，但仍可捕捉到大部分的風力。
GE研發(fā)的輕型風葉長176英尺，比普通風機長了近40%，但形狀更加符合空氣動力學原理，捕捉的風力也比普通風機多出25%。這種風葉在關鍵部位用輕質、高強度的碳纖維替代了傳統(tǒng)的玻璃纖維，結果是重量更輕而強度卻增加了。風機內部還安裝有一個風向傳感器，它會根據(jù)采集的數(shù)據(jù)調整風機的方向，讓葉片始終面對來風。
在輸電線路方面，該風機利用整流裝置穩(wěn)定電流的變化頻率，通過變壓器把690伏特的電壓提升到超過2.2萬伏特，大幅提高了電流長途輸送的效率。此外，為了最大限度地根據(jù)風速變化提升發(fā)電效率，這種新型風機上的控制器每秒都能對每一片風葉進行任意角度的調整，甚至可以指揮風葉避開危險性大的強風，防止功率過載或硬件受到損壞。
目前GE研制的風葉和傳動系統(tǒng)分別在荷蘭和挪威接受測試。
責任編輯：小柯
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