近日，受超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“摩羯”登陸影響，海南文昌一風(fēng)電項(xiàng)目多臺(tái)風(fēng)機(jī)受損，引發(fā)社會(huì)關(guān)注。“風(fēng)力發(fā)電不應(yīng)該風(fēng)越大發(fā)電越多嗎？”“風(fēng)力發(fā)電設(shè)備為何扛不住臺(tái)風(fēng)？”“越來(lái)越多的海上風(fēng)機(jī)會(huì)不會(huì)存在更大安全隱患？”成為網(wǎng)友普遍關(guān)心的問(wèn)題。
一個(gè)冷知識(shí)是，風(fēng)力發(fā)電并非風(fēng)越大越好。雖然從能量守恒定律來(lái)看，風(fēng)速越大理論上提供的電能就越多，但現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)備還做不到無(wú)限制轉(zhuǎn)化任何風(fēng)速。如果風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)速過(guò)快，就會(huì)超過(guò)機(jī)械設(shè)備的物理承受能力，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)損壞。因此，每種型號(hào)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)都有其設(shè)計(jì)的最大安全承受風(fēng)速。當(dāng)風(fēng)速超過(guò)這一限制時(shí)，為保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)免受極端天氣損害，智能安全保護(hù)系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)，使風(fēng)機(jī)逐漸降低轉(zhuǎn)速直至安全停機(jī)。
實(shí)際上，在適宜風(fēng)速區(qū)間內(nèi)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)才能實(shí)現(xiàn)最大化的發(fā)電效率，而最佳發(fā)電風(fēng)速又取決于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的具體型號(hào)和設(shè)計(jì)。一般來(lái)說(shuō)，大型商業(yè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的最佳工作風(fēng)速范圍是3米/秒至25米/秒。在此范圍內(nèi)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠正常運(yùn)行并達(dá)到較高的發(fā)電效率。反之，機(jī)組性能則會(huì)下降甚至停擺。隨著風(fēng)電技術(shù)不斷進(jìn)步，人類(lèi)可有效利用的風(fēng)速范圍也在不斷拓寬。
極端天氣對(duì)風(fēng)電設(shè)備是一種潛在威脅。臺(tái)風(fēng)是我國(guó)東南沿海地區(qū)常見(jiàn)的災(zāi)害天氣，其影響范圍廣、平均風(fēng)速大、湍流強(qiáng)度高、風(fēng)向變化快、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致其破壞力驚人。如果不積極應(yīng)對(duì)，就有可能導(dǎo)致風(fēng)機(jī)葉片斷裂、塔筒折斷、機(jī)艙罩傾覆等事故。但若就此認(rèn)為，風(fēng)力發(fā)電機(jī)只要遇到臺(tái)風(fēng)就“完蛋”，甚至得出結(jié)論，中國(guó)不適合在沿海地區(qū)大規(guī)模發(fā)展風(fēng)電，就有點(diǎn)杞人憂(yōu)天了。
風(fēng)電行業(yè)早已研究出巧妙的辦法對(duì)抗臺(tái)風(fēng)。我國(guó)在東南沿海區(qū)域使用的風(fēng)機(jī)，也都會(huì)考慮抗臺(tái)風(fēng)設(shè)計(jì)，主要包括以下幾點(diǎn)：
偏航系統(tǒng)調(diào)整。風(fēng)機(jī)上的機(jī)箱巨大，甚至可以�？恐鄙龣C(jī)。如果臺(tái)風(fēng)從側(cè)面吹向機(jī)箱，風(fēng)機(jī)會(huì)承受很大的阻力。為避免硬扛，當(dāng)臺(tái)風(fēng)來(lái)襲時(shí)，偏航系統(tǒng)會(huì)根據(jù)臺(tái)風(fēng)方向進(jìn)行自適應(yīng)偏航調(diào)整，使風(fēng)機(jī)的正面正對(duì)臺(tái)風(fēng)，以減少側(cè)向受力，保護(hù)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)。
葉片變槳控制。有人會(huì)納悶，讓風(fēng)機(jī)正對(duì)臺(tái)風(fēng)，雖然降低了側(cè)邊受力，但正面3個(gè)大型葉片承受的風(fēng)力如何化解？這時(shí)就需要通過(guò)變槳操作，改變?nèi)~片的迎風(fēng)角度，從而減小風(fēng)機(jī)受到的正向風(fēng)力，進(jìn)一步降低風(fēng)機(jī)在臺(tái)風(fēng)中的阻力，保護(hù)風(fēng)機(jī)安全。
安全精準(zhǔn)選址。沿海風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)并非哪里風(fēng)大往哪里湊，而是會(huì)充分考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件和臺(tái)風(fēng)發(fā)生頻率等因素，確保風(fēng)電場(chǎng)位于相對(duì)安全的區(qū)域。同時(shí)，加強(qiáng)氣象預(yù)測(cè)能力，提前做好臺(tái)風(fēng)等極端天氣防范準(zhǔn)備。臺(tái)風(fēng)過(guò)境時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)向、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)，并根據(jù)情況自動(dòng)調(diào)整風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。
可以說(shuō)，臺(tái)風(fēng)已不是制約我國(guó)風(fēng)電發(fā)展不可克服的環(huán)境因素。十幾年前，我國(guó)沿海地區(qū)陸上風(fēng)電機(jī)組，被臺(tái)風(fēng)破壞的案例時(shí)有發(fā)生。甚至外國(guó)專(zhuān)家和企業(yè)一度認(rèn)為，中國(guó)臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)不具備開(kāi)發(fā)海上風(fēng)電條件。近年來(lái)，隨著我國(guó)風(fēng)機(jī)抗臺(tái)風(fēng)技術(shù)不斷升級(jí)，已經(jīng)很少看到風(fēng)電機(jī)組被臺(tái)風(fēng)破壞的情況。此次“摩羯”登陸，除了文昌一風(fēng)電場(chǎng)因尚未建成，抗臺(tái)風(fēng)能力并未形成導(dǎo)致受損外，諸多沿海地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)都成功通過(guò)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“大考”。
即便技術(shù)不斷進(jìn)步，安全永遠(yuǎn)是風(fēng)電行業(yè)的生命線(xiàn)。風(fēng)電是各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，風(fēng)電設(shè)備造價(jià)昂貴，一次事故帶來(lái)的不僅是直接財(cái)產(chǎn)損失，還會(huì)對(duì)我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的聲譽(yù)造成難以挽回的影響。近年來(lái)，海上風(fēng)電不斷向深遠(yuǎn)海推進(jìn)，風(fēng)機(jī)大型化快速提升，一些機(jī)型來(lái)不及進(jìn)行長(zhǎng)周期實(shí)地驗(yàn)證就要推向市場(chǎng)，加之當(dāng)前行業(yè)低價(jià)惡性競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)靡，風(fēng)電機(jī)組的安全性持續(xù)引發(fā)業(yè)內(nèi)擔(dān)憂(yōu)。
面對(duì)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展的新形勢(shì)，如何進(jìn)一步提升風(fēng)電機(jī)組的安全性和抗臺(tái)風(fēng)能力，如何更好地適應(yīng)極端海況，甚至如何充分利用臺(tái)風(fēng)天氣提高風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量，將是風(fēng)電行業(yè)需要持續(xù)攻克的課題。（本文來(lái)源：經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào) 作者：王軼辰）
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