GE開發新一代10到15兆瓦級大容量風力發電機

2020-12-23 自動化新聞網

  2011年9月29日,上海——隨著風機容量不斷提高,

GE

全球研發中心近日宣布啟動美國

能源

部300萬美元資助的兩年期工程的第一期,開發新一代10到15兆瓦級大容量風力發

電機

。該項目是GE眾多風能研究項目之一,旨在以最經濟可行的方法利用風能。

  「風能行業日趨尋求更高兆瓦級設備,以最大化利用全球的清潔風能,因此需要新技術以支持更高容量的風機,」GE全球研發中心風能技術負責人Keith Longtin說:「最大的挑戰在於交付規模適當、經濟可行的解決方案。應用我們磁共振成像系統超導磁體30多年的行業經驗,我們正在開發創新型的發電機技術,可以產生更多

電力

,同時降低風電成本。」

  「對於磁共振成像系統來說,我們正運用超導磁體製造更低成本的系統,同時具有更好的成像質量,」Longtin說:「對於風機來說,我們試圖運用這項技術生產更多低成本的風電。儘管應用領域不同,但基本的技術原理相同。」

  發電機是風機的重要組成部分,可以將葉片產生的機械能轉化成可利用的電能。發電機的效率將直接影響到究竟有多少風能可以轉化為電能。

  如今,大部分風機使用配備變速箱的傳統發電機。變速箱用於提升風機主軸的運行速度,從而減少發電機的轉矩。儘管如今風機效率很高,但隨著風機容量越來越大,因此需要額外的重量和維護成本,從而導致更高的成本。

  Longtin說,超導技術的創新運用將會大幅改善發電機,並使得淘汰變速箱變得更加經濟可行。關鍵在於減少了發電機的大小和重量,同時降低了速度,且增加了轉矩。由於超導線圈產生強磁場,因而減少了發電機中鐵的使用,採用超導技術可以減輕發電機重量。

  GE的超導發電機設計將運用一個新型架構,以及業經證明的低溫冷卻技術,導致整套發電機可靠性的提升。相比於其他具有競爭力的技術,GE正在開發的超導發電機旨在擁有兩倍的轉矩密度,並將降低對稀土的依賴(稀土是風電行業永磁電機使用的材料)。發電機的功率水平越高,加之更高的能源轉換效率,將導致更加有利的規模經濟(如給定的風電場發電量,需要更少的風塔),從而有助於降低風電成本。

  除了下一代風力發電機項目以外,GE科學家還將致力於研發其他關鍵技術。這主要包括:

  融入更輕、更先進的複合材料,使更長的風機葉片成為可能,從而在不提高重量以及成本的情況下,捕獲更多的風能;

  交付更先進的控制、傳感和有條件監控的算法,大幅降低運營成本;

  開發一系列併網技術,使大量風能無縫併入電網。這些技術將確保風機符合併網規定,並提供新型的電網友好型特徵,幫助電力公司更可靠地管理更大規模的電力負荷。

  該項目分兩期。第一期工程聚焦開發概念性設計和評估與此相關的經濟、環境和商業因素。第二期工程將探索潛在的技術產業化。在這個項目上,美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL)將成為GE重要的合作夥伴,幫助GE調查和降低與此項目相關的高風險技術挑戰。

  GE是全球最大的跨行業經營的科技、製造和服務型企業之一,致力於解決世界上最棘手的一些問題。GE的產品和服務範圍廣闊,從飛機發動機、發電設備、水處理和

安防

技術,到

醫療

成像、商務和消費者融資、媒體,客戶遍及全球100多個國家,擁有30多萬員工。

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