如何在炎热的沙漠既要风儿吹,又要不带沙 | GE创想志_工业互联网+_智慧城市_智慧医疗_智能制造_EPC_通用电气官方博客
如何在炎热的沙漠既要风儿吹,又要不带沙
2018 . 10 . 12
 





不是所有风大的地方都适合建设风电场。比如,西亚与北非的风能资源其实相当丰富。这里的风可以直接裹挟着超过一公里高的沙尘形成滚滚洪流。但是,风力发电从业者却一直对之望而却步。

因为这里实在太热、太干了。

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沙漠景观

一个未经改造的风机最多只能在35摄氏度的高温下满负荷运转。外界温度越高,“中暑反应”也就越强烈,等到40摄氏度的时候,就只能限功率运行甚至停机。如果机组内部温度超过55摄氏度,里面热敏感的电子元件就容易发生损坏。

而且,在高温下,风机润滑油的挥发速度加快,加上沙尘侵袭,很容易让风机部件出现磨损。然而,就在西亚国家阿曼的漫漫黄沙中,GE正决心建设一座拥有13个风机,装机容量50MW风电场。

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一位GE工人站在陆上风机叶片旁边

GE可再生能源常驻巴塞罗那的Rebeca Calderon以及她的团队正在对标准风机进行改造。Calderon的思路可以理解为“既要风儿吹,又要不带沙”。在炎热干燥的沙漠中,自然风是最好的降温手段,只要控制好沙尘,就会让风机有较为可观的性能提升。

首先,他们从风机的机头下手。机头就是风机叶片后面那个类似于方盒子一样的部分,里面有变速齿轮箱、发电机、变频器、控制器等诸多元件。Calderon在原本密封的机头上切了四个开口,装上类似于百叶窗一样的有倾斜角度的辐条,就像我们常见的百叶窗一样。

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所谓“机头”就是风机后面的那个“小箱子”。图片上看着小,其实有几十到上百吨重呢

这些“百叶窗”就像一个过滤器,允许空气进出机舱,但是阻挡了自然风卷携的沙尘。“在沙尘暴中,沙子从四面八方飞来,但这个系统可以保持通过循环空气的过滤和清洁”Calderon说。

此外,设计师们还在塔架和机头之间的安装了小型刷网,防止无处不在的沙粒渗透到机头里。在塔筒底部的门上,也安装了百叶窗装置。通过这样的操作,自然风可以轻松地通过容易发热的部分进行散热,但同时又有效减少了沙尘对风机的不利影响。

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在塔筒底部的门上,也安装了百叶窗装置

Calderon成功的让风机在多承受了5摄氏度的高温下依然满功率运行。也就是说,在室外温度达到40摄氏度时仍然可以以100%的功率来发电,在40-45摄氏度时,也可以保持降功率运行但无需停机。这对于夏季最高温度大约45摄氏度的阿曼而言,就足够了。

目前,这项技术已经被应用在位于阿曼Dhofar的陆上风电项目中。该项目预计2019年七月正式并网发电。Calderon的杰作也为西亚与北非其它干燥荒凉地带修建风电场积累了宝贵经验。宽广无垠的撒哈拉沙漠上和阿拉伯半岛,都可以成为未来抗热防沙风机的理想落脚点。

其实,这也已经不是GE工程师第一次改造普通的风机来应对极端的气候和天气了。不但在沙漠里,GE的工程师们还在研究能够应对台风和飓风的风机,让可再生能源发电为人们更好的应用。




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如何在炎热的沙漠既要风儿吹,又要不带沙




不是所有风大的地方都适合建设风电场。比如,西亚与北非的风能资源其实相当丰富。这里的风可以直接裹挟着超过一公里高的沙尘形成滚滚洪流。但是,风力发电从业者却一直对之望而却步。

因为这里实在太热、太干了。

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沙漠景观

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