美国弗吉尼亚大学团队拟研发全球最大风力涡轮机塔高500米

在过去的九年里，美国可再生能源发电量增长了2倍多，风能和太阳能为主要新能源驱动。企业如果想更大程度的降低风力发电成本，那么最好的办法就是建造更大的涡轮机。目前市场上见到的涡轮机大多数都是标准的70米风电塔，叶片长度约50米的样子。为了追求更低的清洁能源发电成本，弗吉尼亚大学研究人员领导的6个机构组成的联盟正在设计全球最大的风力涡轮机，高度为500米，比帝国大厦还高50多米。

从经济学的角度来讲，塔的高度越大，使用的涡轮机叶片就大，叶片越大能够捕捉到的风就更稳定有效。实践证明，涡轮机的发电能力与它的清扫区(叶片旋转所覆盖的圆形区域)有关，如果涡轮机叶片长度增加1倍，系统就能够产生4倍的能量。

SUMR项目概念(图：Chao Qin)

该团队计划设计一个50兆瓦的系统，该系统将拥有500米的风力发电塔，和两个长达200米的叶片(常规的风力涡轮机叶片为3个)，该团队想通过从根本上改变涡轮机的结构来降低结构重量和建造成本，如果该项目研究成功单塔发电能力将超过现有设备的10倍。理论上，减少叶片的数量会降低涡轮机的发电效率，该团队使用了一种先进的空气动力设计，通过该新型设计来弥补这些能量的损失。

该团队表示，这种大型涡轮机至少要安装在离岸80公里的地方，这些地区首先风力大，其次噪音污染小，不会影响到陆地上居民的生活。考虑到海上飓风的因素，该团队对涡轮机的结构制定了一个新的设计方案。自然界有有种植物叫：棕榈树。这种植物非常高，但结构很轻，如果风吹得很猛，树干就会弯曲。该团队将按照这种思路，设计一种新型概念风力涡轮机，以使其具备更大的灵活性。

该团队在设计中，将两个叶片设计与涡轮塔的下风处，有点像棕榈树，叶片会随着风向的改变而改变形状，当叶片以顺风的角度向后弯曲时，叶片会适应高速，并开始折叠，所以它们的动力力就会减弱，因此不需要使用更重或更强的材料来建造，这样可以使用更少的材料。这种设计减少了强风将旋转的叶片弯曲到塔上的可能性，同时也避免了整个结构破坏掉的可能性。