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臺風發電:如此風電能否實現?

2020-08-24 來源:能源界 瀏覽數:525

8月19日,今年第7號臺風“海高斯”在珠海沿海地區登陸,登陸時中心附近最大風力12級(35米/秒),中心最低氣壓970百帕。中央氣象臺發布臺風橙色預警,珠江三角洲市縣、茂名、陽江、云浮有暴雨到大暴雨,局部特大暴雨。

  8月19日,今年第7號臺風“海高斯”在珠海沿海地區登陸,登陸時中心附近最大風力12級(35米/秒),中心最低氣壓970百帕。中央氣象臺發布臺風橙色預警,珠江三角洲市縣、茂名、陽江、云浮有暴雨到大暴雨,局部特大暴雨。
  
  受臺風影響,廣東多地停工停課,廣州南站深湛鐵路方向列車全部停運,廣深珠湛等地八十余航班被取消。 臺風天氣對于人們的日常生活帶來不便,但在造成破壞的同時,臺風也可以起到調節炎熱天氣的作用。從根本上講,臺風是一個巨大的能量體,臺風的快速移動,會消耗大量的能量,隨著臺風登陸,無法從陸地補給損失的能量,最終走向消亡。
  
  臺風擁有的巨大能量比原子彈爆炸要大得多,一個成熟的臺風,一天可降200億噸水,水凝結所釋放的熱量相當于50萬顆1945年投放廣島原子彈的能量。
  
  臺風能否用于發電? 美國大西洋海洋和氣象實驗室(AOML)的研究表明:一場成熟臺風所產生的動能“相當于全球發電量的一半。”風電就作為新能源的先行軍,已經在內陸及沿海區域快速落地生根,呈現出星火燎原的強勁態勢。那么,以目前風電的技術情況,能否合理利用臺風用于發電呢? 臺風釋放的能量超過原子彈 臺風發電能否實現? 單純從能量的角度看,風速越大,自然越有利于發電。但用于發電的風輪并不需要過大的動力,風輪旋轉產生的轉矩只要能夠平衡后端發電機的電磁轉矩,并使風輪保持在一定的轉速范圍內就可以了。 反而,當風速逐漸增大到威脅機組安全性時,發電已成為一個次要的目的,此時空氣的快速流動導致機組承受著巨大的壓力(風載荷),一旦處理不當,出現上述“飛車”狀況,則會釀成葉片折斷、整機傾覆等災難性事故。 而在臺風登陸期間,最危險的因素并不僅僅是強勁的風力,還有混亂多變的風向,而后者對風電機組的威脅更大。當風力機覺察到極端風況即將來臨時,除了迅速剎車制動,鎖定風輪主軸之外,還要根據風向調轉機頭,將自身沿來流方向的投影面積降至最小,盡量減小受風面積。 雖然在地轉偏向力的作用下,在我國沿海地區登陸的臺風整體沿逆時針方向旋轉,但在臺風壁外圍,其內部的流動卻極其紊亂,風向復雜多變,這對機組的控制策略提出了更為嚴格的要求。
  
  此外,臺風登陸過程往往伴隨著短時強降雨,同時產生的閃電和雷暴也會對風力機的可靠性造成極大的威脅。 什么樣的臺風才能“變風為寶”? 一般風力在10級以下的臺風到來時,可以為風電場帶來良好的發電效益。 根據大型風機的性能指標以及我國現行的臺風預報規定,一般可將登陸我國的臺風劃分為效益型、防御型和破壞型3類: 效益型:受臺風外圍影響,最大風力在10級以下; 防御型:受臺風外圍影響,最大風力在10~11級; 破壞型:受臺風外圍影響,最大風力在12級以上。
  
  本次登陸的“海高斯” 登陸時中心附近最大風力12級(35米/秒),中心最低氣壓970百帕,是“破壞型”臺風,此時應謹防發電風機在狂風情況下受損。 臺風釋放的能量超過原子彈 臺風發電能否實現? 臺風天氣謹防風機受損 臺風是強烈的熱帶氣旋,臺風蘊涵的巨大能量將對風機設備結構施加靜載荷和動載荷疊加效應,形成周期性激蕩,若周期恰與風電機組固有振動周期相近時(或整數倍時),使葉片出現裂紋、撕裂、折斷,偏航和變漿系統受損,甚至倒塔,最終導致機組損壞。在風電行業,面對頻頻襲擾的臺風,如何降低災害造成的損失,成為必須解決的首要問題。
  
  為了降低成本,提高發電效率和風機塔筒的使用壽命,需要定期對風機塔筒進行檢測,工程量包含風葉的維護、塔筒的防腐、塔筒風機的維修與保養等。 對于風電企業來說“沒有遠慮,必有近憂”,要想預防臺風,還得從風電設備、裝備抗擊能力和前期選址的選擇上出發,防患于未然。

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風電
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