http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 14:42:11
這段時間,GE 在風電領域顯得很是活躍。
為了把成本降低40%,該公司宣布開始研製織物型葉片,這是一項能夠對風電技術發展起到革命性推動作用的技術方向。6 月,GE 又與國電龍源電氣簽署了框架協議,進一步加深雙方的合作關係,為國電龍源電氣提供1.5MW 及2MW 變頻器的核心。
而坐落於英國、投資高達5 千萬英鎊的大型風電機組測試設備也將很快向整機商開放。這個設備有能力處理全部機艙的性能、耐力和壓縮生命周期測試,由一台15MW 永磁發電機驅動。
最近,一項影響範圍更廣的技術被GE攻破,這個冠名為“Hydrogenie”的緊湊型高溫超導發電技術順利通過了測試試驗,使整個能源、動力領域都可以開始倒數其產業化一天的到來。“高溫超導發電”這一名詞聽上去有點科幻,其“高”在哪裏,“超”在哪裏,並不是字麵意思那麼簡單。例如,這裏所謂的“高溫”,並不是指我們平常生活中普遍意義上的高溫,而是指“並不算太低的低溫”。眾所周知,科學家發現超導現象的緣由,是將汞冷卻到零下268.98℃時(shi),汞(gong)的(de)電(dian)阻(zu)可(ke)以(yi)突(tu)然(ran)消(xiao)失(shi)。但(dan)利(li)用(yong)汞(gong)的(de)超(chao)導(dao)能(neng)力(li)並(bing)不(bu)現(xian)實(shi)。在(zai)此(ci)後(hou)的(de)研(yan)究(jiu)中(zhong),人(ren)們(men)了(le)解(jie)到(dao)許(xu)多(duo)金(jin)屬(shu)及(ji)合(he)金(jin)都(dou)具(ju)有(you)在(zai)低(di)溫(wen)下(xia)失(shi)去(qu)電(dian)阻(zu)的(de)特(te)性(xing)。利(li)用(yong)這(zhe)些(xie)超(chao)導(dao)體(ti),可(ke)以(yi)達(da)到(dao)兩(liang)個(ge)目(mu)的(de)——體積小,效率高。
目(mu)前(qian)最(zui)新(xin)的(de)超(chao)導(dao)體(ti)是(shi)通(tong)過(guo)在(zai)相(xiang)對(dui)便(bian)宜(yi)的(de)基(ji)體(ti)金(jin)屬(shu)上(shang)放(fang)置(zhi)陶(tao)瓷(ci)超(chao)導(dao)層(ceng)製(zhi)成(cheng)的(de)。當(dang)其(qi)冷(leng)卻(que)到(dao)極(ji)低(di)的(de)溫(wen)度(du)時(shi),不(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)電(dian)阻(zu),因(yin)此(ci)其(qi)繞(rao)組(zu)導(dao)線(xian)的(de)橫(heng)截(jie)麵(mian)可(ke)以(yi)非(fei)常(chang)小(xiao),達(da)到(dao)傳(chuan)統(tong)銅(tong)繞(rao)組(zu)橫(heng)截(jie)麵(mian)的(de)2%。
按照一般理論,發電機的電磁鐵線圈的繞組匝數越多,能夠形成的發電功率越大。目前看來,正是受製於重量和體積,10 兆(zhao)瓦(wa)級(ji)風(feng)電(dian)機(ji)組(zu)應(ying)該(gai)算(suan)是(shi)風(feng)電(dian)機(ji)組(zu)設(she)計(ji)方(fang)麵(mian)的(de)一(yi)個(ge)坎(kan)。如(ru)果(guo)能(neng)夠(gou)利(li)用(yong)超(chao)導(dao)體(ti),十(shi)兆(zhao)瓦(wa)級(ji)的(de)風(feng)電(dian)機(ji)組(zu)將(jiang)不(bu)再(zai)成(cheng)為(wei)技(ji)術(shu)瓶(ping)頸(jing)。而(er)在(zai)相(xiang)同(tong)的(de)重(zhong)量(liang)和(he)體(ti)積(ji)下(xia),發(fa)電(dian)機(ji)效(xiao)率(lv)將(jiang)有(you)不(bu)少(shao)提(ti)高(gao)。
但由於超導一般發生在極低溫度條件下,各國科學家不斷試驗,希望找到提升超導現象環境溫度的辦法,用最低的成本、最zui可ke靠kao的de方fang式shi利li用yong該gai現xian象xiang,從cong而er產chan生sheng了le相xiang對dui高gao溫wen的de高gao溫wen超chao導dao體ti。這zhe類lei高gao溫wen超chao導dao體ti與yu普pu通tong超chao導dao體ti相xiang比bi,采cai用yong的de絕jue緣yuan結jie構gou可ke以yi簡jian單dan一yi些xie,同tong時shi為wei冷leng卻que付fu出chu的de功gong率lv也ye更geng小xiao一yi些xie。
GE 研製“Hydrogenie”緊湊型高溫超導發電技術的思路與此相仿。這個技術使超導體能夠在43 開爾文或零下230℃dehuanjingzhonggongzuo。weichuangzaozheyangdegongzuohuanjing,xuyaogongkediwenlengqueherejueyuanlianggejishunanti。liyongteshudefangfa,jilengdehaiqitongguoyigexuanzhuandelianjieqisongdaojiqidezhuanzinei,ranhouzaidangexianquanzhouweixunhuan。raner,suiranzhuanziweiyuzhenkongzhong,danrenghuitongguozhuanzidezhouyuwaibuhuanjingjiechu、摩mo擦ca,造zao成cheng了le轉zhuan子zi軸zhou周zhou圍wei的de大da溫wen差cha,從cong而er需xu要yao不bu斷duan地di為wei其qi提ti供gong冷leng卻que能neng力li,利li用yong低di電dian阻zu熱re接jie頭tou和he組zu件jian保bao證zheng冷leng卻que線xian圈quan需xu要yao最zui小xiao的de冷leng卻que功gong率lv,從cong而er使shi轉zhuan矩ju從cong冷leng態tai的de高gao溫wen超chao導dao線xian圈quan傳chuan送song給gei機ji器qi的de轉zhuan子zi。
“這就相當於要把冰塊保存到高溫烤箱內的烤肉架上,隻是我們的烤肉架采用了高技術。”Hydrogenie 項目經理Martin Ingles 說,“該技術確實是突破性的,它能夠從根本上提高設備利用水和風力發電的效率,而且還適合將來的應用。”實際上,Hydrogenie 基本上已經涵蓋了使用高溫超導技術進行商業化發電所需的全部技術,使發電機能夠在較小的空間內,以214rpm 旋轉,達到甚至超過額定的滿載1.7 兆瓦功率。
據悉, 作為2006 年至2010 年歐盟第六框架計劃扶持項目的一部分,Hydrogenie 實驗於2012 年下半年完成,這項技術和測試是由一個名曰GE Power Conversion 的部門在英格蘭拉格比的GE Power Conversion 工廠完成的。據了解,這個業務範圍涉及能源、船舶等領域的部門,主要工作是設計和定製化生產技術領先的電動機、變頻器、自動化與過程控製係統,而其追求的正是更清潔、更高效的工業趨勢。有消息稱,除了高溫超導發電機外,GE Power Conversion 還在高溫超導傳輸可再生能源電力方麵頗有建樹,並已完成了相關測試。
因為在有限的空間可以提供較大的功率,Hydrogenie 技術很適合於應用在高轉矩、低轉速的領域。其中在船舶行業,不僅隻需占用很小的空間,將寶貴的船艙空間留給乘客, 而且通過結合DC 或可變AC 係統的高溫超導技術,可以節約4% 的燃料。也可以用於升級老的水力發電站,通過將高溫超導發電機與水輪機連軸變速運行,在帶部分負載的條件下,提高12% 的效率。
據GE 的Power Conversion 部bu門men透tou露lu,在zai更geng受shou關guan注zhu的de風feng電dian領ling域yu,采cai用yong高gao溫wen超chao導dao技ji術shu的de風feng電dian機ji組zu,也ye具ju有you類lei似si的de兩liang項xiang優you勢shi。一yi則ze是shi因yin為wei重zhong量liang與yu空kong間jian需xu求qiu更geng少shao,可ke以yi降jiang低di塔ta架jia的de安an裝zhuang質zhi量liang,也ye降jiang低di了le安an裝zhuang難nan度du,節jie省sheng了le相xiang關guan的de成cheng本ben。二er則ze是shi采cai用yong該gai技ji術shu的de風feng電dian機ji組zu的de節jie能neng壽shou命ming成cheng本ben隻zhi相xiang當dang於yu普pu通tong10兆瓦風電機組的20%。
當然,GE 在超導領域也不是孤家寡人。此前就有消息稱, 一家名為Zenergy Power 公司也在研製高溫超導發電機,並且有意將該技術運用於風力發電。而以電力分配係統為主業的美國超導公司,同樣在為10 兆瓦級別的海上發電機組開發高溫超導體及相關技術。據稱,采用該公司高溫超導技術的10 兆瓦風電機組將僅重120噸,而傳統同容量的機組則需300 噸。
顯然,高溫超導技術已經被眾多國家和企業看做未來發電、輸電、用(yong)電(dian)技(ji)術(shu)的(de)重(zhong)點(dian)發(fa)展(zhan)方(fang)向(xiang)之(zhi)一(yi),而(er)該(gai)技(ji)術(shu)獲(huo)得(de)商(shang)業(ye)化(hua)突(tu)破(po)之(zhi)時(shi),最(zui)先(xian)獲(huo)益(yi)的(de)很(hen)可(ke)能(neng)將(jiang)是(shi)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)行(xing)業(ye)。因(yin)此(ci),無(wu)論(lun)是(shi)從(cong)科(ke)技(ji)戰(zhan)略(lve)還(hai)是(shi)市(shi)場(chang)、經濟的角度看,我國風電製造商應有相當的必要對該技術加以關注,做一點有創新性貢獻的事情。