重塑海上风力涡轮机 新设计工具使海上风力涡轮机更轻，建造成本更低

桑迪亚国家实验室建造的一种新设计工具可以帮助加速垂直轴海上风力涡轮机的开发。传统的风力涡轮机使用水平轴，涡轮机放置在高塔的顶部，以最大限度地利用风力发电。涡轮机的扫掠越大，产生的能量就越高，这促使涡轮机制造商在设计上做得更大。

然而，这在规划海上风电场时提出了一个问题。例如，在美国，如果将海上风电场放置在海深超过 200 英尺（60 m）的区域，则可以产生最大的电力。这显着提高了涡轮机的建设成本，进而增加了可再生能源的生产成本。

垂直轴风力发电机

水平轴风力涡轮机并不是从风中产生能量的唯一方式。除了三叶片设计，人们还可以使用垂直放置的两个叶片，并在其下方放置一个发电机。这种设计称为 Darrieus 垂直轴涡轮机，其重量远低于水平轴设计，并且重心低，因此适用于浮动平台上的海上应用。

由于一个主要缺点，这些涡轮机的采用滞后，即它们无法承受极端风力。Darrieus 设计无法躲避极强的风。桑迪亚国家实验室海上风电技术负责人 Brandon Ennis 找到了解决这个问题的方法。

在他的设计中，垂直放置的涡轮叶片将没有中央塔架，而是由可调节的拉线固定在一起，这些拉线可以缩短或加长，以在湍流天气中控制涡轮叶片上的应变。由于该设计不需要中心轴，因此整体重量和涡轮机的尺寸进一步减小，使其成为海上应用的理想选择。桑迪亚于 2020 年为此设计提交了专利申请。

该公司部署涡轮机时，需要证明该设计能够承受海上条件并以最佳方式发电。然而，没有工具可以验证垂直轴风力涡轮机的设计。因此，Sandia 着手创建可用于此过程的设计工具。为此，该团队使用了桑迪亚自己在 1980 年代建造的垂直轴涡轮机的数据。

现在该团队已经完成了工具的构建，它计划使用它来设计一个具有成本效益的浮动垂直轴风力涡轮机系统，它认为该系统将在今年年底前准备就绪。

此外，桑迪亚还计划使用该工具来验证其他人可能在未来开发的垂直轴风力涡轮机设计。获 取 更多前沿科技 研究 进展访问：https://byteclicks.com