双叶风力涡轮机卷土重来

风力涡轮机设计师正在加速寻找过去25年一直被视为行业标准的三叶转子的替代物。

风力发电是一个重要的化石燃料的替代品。如果能降低成本，它将能快速发展。

切割风：两叶风力涡轮机，在中国可以降低风力发电的成本。

几个主要的风力发电公司正在测试一种脱离三叶涡轮行业标准的设计，他们通过减少三片叶子的一片并且朝顺风面旋转转子到180度这种方式。

虽然这项设计给工程师带来了挑战，但是它增大了提高海上风力发电经济性的希望。据估计，双叶涡轮机相对于传统涡轮机可以减少20%的建造和安装成本而产生相同的能量。

中国的明阳风电，世界第九大风力涡轮机制造商，最近宣布计划迄今为止最大的测试设计。它计划今年在中国建造一个6兆瓦特的双叶涡轮机，作为最大的商业化海上发电机它将产生大量的能量。明阳风电计划明年建造另一个挪威水域。

其他人也在找不同的替代方法。去年，日立和富士重工合作，利用顺风设计建立了两个2兆瓦特风力涡轮机。3月份，荷兰风力技术开发团队2-B Energy提高了£2650万（4500万美元）用来投资在苏格兰海域安装两个顺风、双叶片6兆瓦特的涡轮机。

海上风力比大多数陆地风力稳定。但安装和维护海上风力涡轮机是昂贵的，需要平均花费陆地风力涡轮机的两倍。

两叶涡轮机花费更少，因为他们使用更少的材料。移除一个叶片的转子更轻，进而可以最大可能的将转子置于塔的顺风面。传统的风力涡轮机转子面朝向风并且必须抵制涡轮塔的后仰，但顺风转子可以使用更轻的甚至装上铰链的叶片，这样弯曲的叶片可以远离沉重的阵风。

轻巧柔性的转子转化为进一步的加工材料保存在涡轮机的变速箱、塔和地基里。140米直径的转子，齿轮箱和发电机组成的明阳发电6兆瓦特原型仅重308吨——比海上风电市场领导者西门子的传统6兆瓦特海上涡轮机约少40吨。

双叶风力涡轮机也容易安装。三叶转子风力涡轮机在当今的海上发电地必须进行现场安装，而双叶的转子能够被预先在岸上就安装在涡轮机械装置上；在船上组装更方便并且足够轻的引至塔上。

但双叶顺风涡轮机过去在设计上有问题，这让它远离了市场。其中一个原因是它的噪音很大，还有部分原因是叶片旋转得更快，尽管这都不是问题。更重要的是，在一些风力条件下，灵活的叶片可以回弹进而撞击涡轮塔。事实上，也就是这些原因造成了2002年试图复苏两叶涡轮机时最终取消。（详见“Wind Power for Pennies”）。

然而，设计师说他们已经找到了保持叶片在所有条件下完好无损的方法。在2009年，风力涡轮机设计师Peter Jamieson和位于格拉斯哥的涡轮机工程公司Garrad Hassan & Partners提出一种控制转子刹车的策略用于减轻顺风的时候叶片对塔的撞击。根据Jamieson所说，两叶设计可以减少15～20%的成本。

风力涡轮机公司总裁Larry Miles，他在2002年时演示这种两叶涡轮机时失败了，由于风电行业的不乐观，而为了承担担保和融资风险就不得不需要重新考虑这项产品。出于这个原因，他将目光投向设计小的，用作分布式风力发电的100千瓦特的涡轮机，而不是公用事业市场。

不过，Miles认为中国企业能有足够的财力来革新公用事业市场规模。他说，“如果有人能成功，那将会是明阳风电。他们有足够的物质，并且他们在中国有市场。”

译自：http://www.technologyreview.com/news/528581/two-bladed-wind-turbines-make-a-comeback/

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