在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)兩年半的測(cè)試與驗(yàn)證之后，維斯塔斯將拆除其位于丹麥技術(shù)大學(xué)實(shí)驗(yàn)風(fēng)場(chǎng)的多葉輪概念機(jī)。測(cè)試到的初步結(jié)果顯示此四葉輪樣機(jī)可以提升1.5%的發(fā)電量。

相信不少風(fēng)能行業(yè)的朋友都聽(tīng)說(shuō)過(guò)維斯塔斯的多葉輪概念機(jī)，在2016年它橫空出世的時(shí)候引起了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，同時(shí)也遭到不少的質(zhì)疑。如今這臺(tái)概念機(jī)終于不辱使命，滿載成果地正式“退休”了！

挑戰(zhàn)“尺寸規(guī)律”

這臺(tái)“怪物”的額定功率為900kW，由四臺(tái)V29-225kW變槳型小風(fēng)機(jī)“合體”而成。

維斯塔斯負(fù)責(zé)此項(xiàng)目的工程師Erik Miranda表示，維斯塔斯的想法是用這臺(tái)概念機(jī)來(lái)驗(yàn)證風(fēng)機(jī)的尺寸規(guī)律與載荷測(cè)量技術(shù)。“在過(guò)去的幾十年里風(fēng)機(jī)的尺寸呈現(xiàn)顯著的增長(zhǎng)，推動(dòng)了度電成本的降低。但是我們想要知道除了延長(zhǎng)葉片以外，有沒(méi)有另外一種方法來(lái)增大風(fēng)機(jī)的尺寸。”Miranda說(shuō)。

多葉輪概念機(jī)其實(shí)并不是一個(gè)全新的概念，而是考慮了傳統(tǒng)意義上的單葉輪風(fēng)機(jī)與運(yùn)輸?shù)奶魬?zhàn)。“我們看到這個(gè)挑戰(zhàn)在變得越來(lái)越艱巨，所以重新提出了這個(gè)概念。”Miranda說(shuō)，“其中一個(gè)主要的技術(shù)不確定因素在于，我們是否有能力來(lái)模擬這樣一個(gè)風(fēng)機(jī)的載荷，因?yàn)槠渑c我們所知的模型相去甚遠(yuǎn)。還有就是，葉片之間是否會(huì)有相互影響？是否會(huì)有空氣動(dòng)力學(xué)上的相互作用而造成功率曲線、噪聲或載荷的變化？“

維斯塔斯創(chuàng)新與概念高級(jí)副總裁Bo Svoldgaard說(shuō)：“多葉輪概念機(jī)是維斯塔斯不斷創(chuàng)新于先進(jìn)風(fēng)能技術(shù)的一個(gè)體現(xiàn)。測(cè)試的結(jié)果令人鼓舞，我們有效地挑戰(zhàn)了風(fēng)機(jī)的尺寸規(guī)律，挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)意義上只能通過(guò)增加尺寸來(lái)降低度電成本的這一說(shuō)法。”

結(jié)果與發(fā)現(xiàn)：不只是發(fā)電量提升

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果將會(huì)于2019年夏季刊發(fā)在Wind Energy Science學(xué)術(shù)期刊上，但在一月初會(huì)發(fā)布一份簡(jiǎn)要的報(bào)告。

最初級(jí)的發(fā)現(xiàn)就是，通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的發(fā)電量得到了提升。

“四個(gè)葉輪之間的相互作用使得最終發(fā)電量提升了1.5%。這1.5%的發(fā)電量提升是與旁邊的一個(gè)單葉輪風(fēng)機(jī)做對(duì)比得出的。”Miranda解釋說(shuō)。

這微小的發(fā)電量提升是功率曲線提升所造成的。這意味著多葉輪概念機(jī)可以比傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)更快地達(dá)到額定功率。

此外，Miranda與他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)由12支葉片組成的風(fēng)機(jī)會(huì)承受輕微的多余載荷，但不至于影響到風(fēng)機(jī)的壽命。其產(chǎn)生的噪聲也不會(huì)比單葉輪風(fēng)機(jī)更大。

有趣的是，四個(gè)葉輪的風(fēng)機(jī)會(huì)有更快的尾流恢復(fù)速度，意味著如果它被放在真實(shí)的風(fēng)場(chǎng)里，風(fēng)機(jī)與風(fēng)機(jī)之間可以離得更近而不會(huì)相互影響。研究人員相信更快的尾流恢復(fù)速度是由于在掃風(fēng)面積相同的情況下，多葉輪風(fēng)機(jī)更長(zhǎng)的周長(zhǎng)而造成的。

除了更了解多葉輪概念之外，維斯塔斯也了解到很多關(guān)于其測(cè)試與測(cè)量的方法。“我們學(xué)到的重要的一件事就是測(cè)量需要精心的計(jì)劃。因?yàn)檫@臺(tái)風(fēng)機(jī)有很多的傳感器，我們需要去考慮如何安裝這些傳感器以及如何校準(zhǔn)它們。我們用多種方案校準(zhǔn)了它們多次，然后我們才相信最終得到的結(jié)果。“Miranda說(shuō)。

多葉輪概念機(jī)的未來(lái)

目前這個(gè)概念機(jī)正在被拆除，被拆除的機(jī)艙和葉片將會(huì)被儲(chǔ)存在倉(cāng)庫(kù)中，可能將來(lái)會(huì)作為單葉輪風(fēng)機(jī)，多葉輪風(fēng)機(jī)的手臂等部件將會(huì)被回收利用。

至于這個(gè)機(jī)型將來(lái)能否投入商業(yè)化運(yùn)行，Miranda表示：“我們將會(huì)討論這樣的機(jī)型是否商業(yè)化可行，但是前期我們主要投入在研究技術(shù)上的不確定性。我們現(xiàn)在可以確定的是，這樣的機(jī)型可以運(yùn)行而且我們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的巨大不確定性。至于商業(yè)化，還有很多問(wèn)題需要去回答。“