峰回路转!风电产业面临颠覆，度电成本可降三分之一
发布日期：2023/11/17
来源：Airloom Energy
为了降低成本，现在的风力涡轮机越做越大。一个叶片的长度可以超过一个足球场，一些海上涡轮机的高度甚至超过50层楼高，制作一个标准涡轮机的底座需要40辆卡车的混凝土。
大型涡轮机能更稳定地收集更多能量，降低度电成本。然而，这些涡轮机的巨大规模也会同时大大增加每个环节的成本。从材料到制造、运输、物流、施工和维护，处理长长的叶片、高高的塔架结构，都会严重影响预算。
现在，有一家位于美国怀俄明州、名为Airloom 的初创公司，设计了一种全新的风力涡轮机，不是扩大规模，而是缩小风力发电的尺寸和成本，从而彻底改变风力发电的现状
Airloom 的方法与众不同，它使一切都变得更小，更贴近地面。它采用了与传统水平轴风力涡轮机（HAWT）相同的物理原理，但布局却截然不同。据该公司称，这种新颖的方法造就了一种独特的电网级风力发电设备，其发电量与水平轴风力涡轮机相同，而质量和成本都大大降低，最终的度电成本只有其他风力发电成本的三分之一。
最近，微软创始人比尔-盖茨领导的突破能源风险投资公司（Breakthrough Energy Ventures）提供了 400 万美元的种子资金，用于扩大这项创新技术的规模。
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安装简单，成本更低
传统的风力涡轮机将巨大的叶片安装在巨大的塔架上，标准的风力涡轮机高度可达500英尺，180英尺的叶片在300英尺的塔架上旋转。
而 Airloom 的2.5兆瓦设备则不同，它只需使用一些25米（82 英尺）高的电线杆来悬挂一个轻质的椭圆形轨道，在轨道上垂直安装10米（33英尺）长的叶片。风吹来时，叶片绕着轨道飞行并发电，有点像旋转木马。
尼尔-里克纳（Neal Rickner）该公司的首席执行官，他说：“叶片不是绕圈飞行，而是贴着轨道，产生机械力，就像风力涡轮机的叶片转动中心的齿轮箱一样。”
他说，一般的风力涡轮机都非常巨大，因为拥有巨大的叶片意味着这些叶片的尖端可以飞得更快，产生更多的能量。但新设计可以用更少的部件达到同样的效果。里克纳说：“我们有一个相对简单的结构来支撑风力涡轮机的叶片尖端。”
使用更少的材料意味着更低的资本成本——设计成本不到传统涡轮机的十分之一，而且安装成本也更低，一个完整的风力发电场的安装成本预计不到传统风力发电项目的25%。
来源：Airloom Energy
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使用场景更广阔
将传统的风力涡轮机安装到位可能需要一个巨大的起重机，仅向风电场运送一个大型起重机就需要5万美元。而Airloom的新系统的部件可以更方便地运送和交付，一辆标准的拖拉机拖车就可以运输整个2.5兆瓦的 Airloom，这使得在偏远或艰苦的地方安装风力发电站成为可能。
其高度和长度可根据地形和用途定制，调试时无需大型混凝土基础。整体重量和材料的减少也大大减少了使用寿命结束后的垃圾填埋量。
Airloom 的设备还可以安装在农田里，下面种植庄稼。它还可以安装在靠近电线的道路旁边，这样就不需要太多的电线就能连接到电网。
在同等面积的土地上，它应该能比标准风力发电场产生更多的能量，因为传统的风力涡轮机需要间隔更远。最终的平准化能源成本 (LCoE)可能只有其他传统风力发电成本的三分之一。
图说：Airloom小型风机工作原理示意图。
来源：Airloom Energy
与其他风力涡轮机相比，这种布局可能对鸟类和蝙蝠更安全，但公司尚未完成环境影响研究。较低的外形也使其不那么显眼。
目前，项目仍处于早期阶段，小规模原型机已经投入运行，该设备的设计发电量为50千瓦（kW）。但该公司计划在2025年之前建立一个试点项目，到2026年或2027年，它计划建设一个与电网相连的商业示范项目。未来的系统预计将达到兆瓦级，并在电网规模的风力发电场中一次部署数百兆瓦。
突破能源风险投资公司的卡迈克尔-罗伯茨在一份新闻稿中说：“几十年来，风能行业通过不断扩大涡轮机的规模来降低能源生产成本。虽然这在降低总成本方面非常成功，但这种方法现在面临着选址和材料成本方面的挑战。Airloom 的独特方法可以解决这两个问题，为风能开辟新的市场机遇，从而进一步降低成本。我们期待将这一革命性技术推向市场。”
来源： 环球零碳
