風機上有個偏航系統(tǒng),它又叫做對風裝置。其作用就是確保風機葉片隨時正對來風,以便最大程度地獲取風能。
當破壞性臺風來襲時,風機第一步要做的讓葉片停止轉動,接著偏航,讓自己的正面,而不是側面正對臺風。
原因是,風機上的機箱很大,大到甚至可以停靠直升飛機,所以,如果臺風是從側面吹向龐大的機箱,則風機受到的阻力會很大。
變槳
到這里,有人會納悶了。讓風機正對臺風,這能降低側邊受到的阻力,但同時,那三個巨大的葉片,它們受到的正向風力也很大呀。別急,還有一個措施,這就是變槳。葉片變槳后,風機受到的阻力會大為減少。
精準選址
海上風電場的選址,并不是說哪里風大就選哪里,更重要的是還要看自己當下有沒有極其過硬的技術。如果你的技術只能抵抗最大風力在11級的臺風,那么,將風電場建在每10年就會出現一次12級風力的地方,就是極其不明智的。
浮式海上風電
常規(guī)的海上風電一般建在水深不超過50米的海域,否則的話,成本就會急劇增加。那么,怎樣才能在水深超過200米,甚至超過300米水深的海上建造風電呢?這就得依靠浮式海上風電了。
浮式風電這個概念早在1972年就已經被提出來了,但直到2007年,全球第一架浮式風電才出現。浮式風電讓可部署風電的海域面積呈幾何級數增加,正是因為這個巨大的優(yōu)勢,現在,浮式風電的技術發(fā)展迅猛。
我們這里討論浮式風電,這并不是說,現在的浮式海上風電能很好地對抗臺風,不是的。而是說,利用浮式風電的構造,我們也許可以提出一個大膽的,對抗臺風的好方法。這種方法聽著可能太科幻,但是,很多科幻不也變成現實了么?
方法是:當超強臺風來臨,通過絞盤,將海底的錨鏈不斷收緊,直至將整個風電發(fā)電機拉入40米深的水下。顯然,這在技術上是輕而易舉的。難的是怎么做好機艙的密封措施,以防止海水灌入。當然,這在技術上也不是難事,關鍵是成本的衡量。然而,成本的降低是可以通過設計的優(yōu)化,以及技術的一步步逼近,從而實現的。當臺風來臨,整個風力發(fā)電機就沉入海中,要不了多久,臺風就會過去,然后上浮即可。這樣的話,任你再狂暴的臺風也沒事,臺風問題徹底解決。
一般情況下,風電機組工作的風速范圍是3米/秒至25米/秒,即風速達到3米/秒以上時,風機開始工作,而當風速大于25米/秒時,則停止工作。風力發(fā)電機滿發(fā)的風速范圍在11米/秒至25米/秒之間的情況最有利于風電場發(fā)電。因此,熱帶風暴以下級別的臺風對風電場的發(fā)電非常有利。如果風電場不是位于臺風渦旋最大風速范圍內,風速往往達不到破壞風機的強度,此時受臺風外圍影響,是風機滿發(fā)的最好時機。
總之,要提高風電設備對極端天氣的適應能力,需要多專業(yè)、多領域技術協(xié)同發(fā)展:
一是 加強大氣環(huán)流模式等氣象理論模型對極端天氣的預測能力,從而提高可再生能源發(fā)電系統(tǒng)應對極端天氣工況的能力;通過地球大氣系統(tǒng)的建模模擬空氣、水汽和云的運動,基于數據分析方法預測極端天氣發(fā)生,借助衛(wèi)星觀測數據提高模型預測結果;
二是 需要健全的行業(yè)標準和規(guī)范,指導風電場選址、風機制造,確保在不同的環(huán)境條件下設備能持續(xù)可靠運行;
三是 提高風電機組設計和制造水平,如研發(fā)新式風力發(fā)電機組,或是傳統(tǒng)風機加固、運行控制技術等,讓機組在極端天氣下能穩(wěn)定運行;
四是 優(yōu)化風電場運營及安全管理,采取有效措施保護風機在臺風期間安全穩(wěn)定發(fā)電。