双碳研究|科学家研发出抗飓风的风力涡轮机

科学家研发出抗飓风的风力涡轮机

科学家们一直苦心钻研，努力创新风力涡轮机，使其更加高效、更具弹性。无论是设计碳足迹较小的木制涡轮机塔，还是研究回收利用旧风力涡轮机叶片的方法，世界各地都在大规模开发风能，这也给人们留下了深刻印象。现在，研究人员已经找到了一种让海上涡轮机更加耐用的方法，让它能够抵抗破坏性飓风。

如今，风力涡轮机的建造高度可达490多英尺，但其结构复杂、体积庞大，很容易受到飓风的影响。在海上安装风力涡轮机生产风能，这一影响会更加明显。

因此，科罗拉多大学博尔德分校的科学家们从自然界中汲取灵感，发现有一种植物能够抵抗飓风——棕榈树。

该大学电气、计算机和能源工程系帕尔默基金会主席露西·保罗（Lucy Pao）在一份声明中提到：棕榈树可以在飓风条件下生存，我们由此大受启发。

风力涡轮机的新设计

风力涡轮机一般要直面大风，其叶片非常坚硬，但建造这种刚性结构的成本十分高昂。研究人员发现，在大风期间，背向风的叶片撞击涡轮塔的可能性较小。这样一来，这一部分叶片就不用建得足够坚硬，相反，它们可以更轻巧灵活，也会更便宜。就像棕榈树一样，叶片在强风中会轻轻弯曲，并不会折断。

研究人员与弗吉尼亚大学、德克萨斯大学达拉斯分校，科罗拉多矿业学院和国家可再生能源实验室开展合作，研发了分段式可变形转子涡轮机，试图验证该理论。经过四年的测试，这个月他们成功分享了自己的发现。即使风速达到峰值，涡轮机也能继续充分发电。

这项研究发表在《2022年美国控制会议记录》上，专家们预测，目前气候变化频繁，飓风发生率将再次多于平均水平。

科学家们将进行更多的研究与测试，不断完善新开发的分段式可变形转子，让风力涡轮机更具弹性，研究它们对传统涡轮机的影响。该研究的作者已经在为大型海上风力涡轮机建模，但目前尚未对其进行测试。

该团队希望，这些经济、高效、高弹性的风力涡轮机能够成为海上风电的长期选择，在市场上受到广泛欢迎。

保罗说：“风力涡轮机叶片一般可以至少使用20年，我们希望新型概念叶片的使用寿命也能如此。”

编译：武佳伟（期刊部）

审校：麻英男（期刊部）

编辑：武佳伟（期刊部）

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