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這段時間，GE 在風(fēng)電領(lǐng)域顯得很是活躍。
為了把成本降低40%，該公司宣布開始研制織物型葉片，這是一項能夠?qū)︼L(fēng)電技術(shù)發(fā)展起到革命性推動作用的技術(shù)方向。6 月，GE 又與國電龍源電氣簽署了框架協(xié)議，進(jìn)一步加深雙方的合作關(guān)系，為國電龍源電氣提供1.5MW 及2MW 變頻器的核心。
而坐落于英國、投資高達(dá)5 千萬英鎊的大型風(fēng)電機組測試設(shè)備也將很快向整機商開放。這個設(shè)備有能力處理全部機艙的性能、耐力和壓縮生命周期測試，由一臺15MW 永磁發(fā)電機驅(qū)動。
最近，一項影響范圍更廣的技術(shù)被GE攻破，這個冠名為“Hydrogenie”的緊湊型高溫超導(dǎo)發(fā)電技術(shù)順利通過了測試試驗，使整個能源、動力領(lǐng)域都可以開始倒數(shù)其產(chǎn)業(yè)化一天的到來�！案邷爻瑢�(dǎo)發(fā)電”這一名詞聽上去有點科幻，其“高”在哪里，“超”在哪里，并不是字面意思那么簡單。例如，這里所謂的“高溫”，并不是指我們平常生活中普遍意義上的高溫，而是指“并不算太低的低溫”。眾所周知，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象的緣由，是將汞冷卻到零下268.98℃時，汞的電阻可以突然消失。但利用汞的超導(dǎo)能力并不現(xiàn)實。在此后的研究中，人們了解到許多金屬及合金都具有在低溫下失去電阻的特性。利用這些超導(dǎo)體，可以達(dá)到兩個目的——體積小，效率高。
目前最新的超導(dǎo)體是通過在相對便宜的基體金屬上放置陶瓷超導(dǎo)層制成的。當(dāng)其冷卻到極低的溫度時，不會產(chǎn)生電阻，因此其繞組導(dǎo)線的橫截面可以非常小，達(dá)到傳統(tǒng)銅繞組橫截面的2%。
按照一般理論，發(fā)電機的電磁鐵線圈的繞組匝數(shù)越多，能夠形成的發(fā)電功率越大。目前看來，正是受制于重量和體積，10 兆瓦級風(fēng)電機組應(yīng)該算是風(fēng)電機組設(shè)計方面的一個坎。如果能夠利用超導(dǎo)體，十兆瓦級的風(fēng)電機組將不再成為技術(shù)瓶頸。而在相同的重量和體積下，發(fā)電機效率將有不少提高。
但由于超導(dǎo)一般發(fā)生在極低溫度條件下，各國科學(xué)家不斷試驗，希望找到提升超導(dǎo)現(xiàn)象環(huán)境溫度的辦法，用最低的成本、最可靠的方式利用該現(xiàn)象，從而產(chǎn)生了相對高溫的高溫超導(dǎo)體。這類高溫超導(dǎo)體與普通超導(dǎo)體相比，采用的絕緣結(jié)構(gòu)可以簡單一些，同時為冷卻付出的功率也更小一些。
GE 研制“Hydrogenie”緊湊型高溫超導(dǎo)發(fā)電技術(shù)的思路與此相仿。這個技術(shù)使超導(dǎo)體能夠在43 開爾文或零下230℃的環(huán)境中工作。為創(chuàng)造這樣的工作環(huán)境，需要攻克低溫冷卻和熱絕緣兩個技術(shù)難題。利用特殊的方法，極冷的氦氣通過一個旋轉(zhuǎn)的聯(lián)接器送到機器的轉(zhuǎn)子內(nèi)，然后在單個線圈周圍循環(huán)。然而，雖然轉(zhuǎn)子位于真空中，但仍會通過轉(zhuǎn)子的軸與外部環(huán)境接觸、摩擦，造成了轉(zhuǎn)子軸周圍的大溫差，從而需要不斷地為其提供冷卻能力，利用低電阻熱接頭和組件保證冷卻線圈需要最小的冷卻功率，從而使轉(zhuǎn)矩從冷態(tài)的高溫超導(dǎo)線圈傳送給機器的轉(zhuǎn)子。
“這就相當(dāng)于要把冰塊保存到高溫烤箱內(nèi)的烤肉架上，只是我們的烤肉架采用了高技術(shù)�！盚ydrogenie 項目經(jīng)理Martin Ingles 說，“該技術(shù)確實是突破性的，它能夠從根本上提高設(shè)備利用水和風(fēng)力發(fā)電的效率，而且還適合將來的應(yīng)用�！睂嶋H上，Hydrogenie 基本上已經(jīng)涵蓋了使用高溫超導(dǎo)技術(shù)進(jìn)行商業(yè)化發(fā)電所需的全部技術(shù)，使發(fā)電機能夠在較小的空間內(nèi)，以214rpm 旋轉(zhuǎn)，達(dá)到甚至超過額定的滿載1.7 兆瓦功率。
據(jù)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 實驗于2012 年下半年完成，這項技術(shù)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(jù)了解，這個業(yè)務(wù)范圍涉及能源、船舶等領(lǐng)域的部門，主要工作是設(shè)計和定制化生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)先的電動機、變頻器、自動化與過程控制系統(tǒng)，而其追求的正是更清潔、更高效的工業(yè)趨勢。有消息稱，除了高溫超導(dǎo)發(fā)電機外，GE Power Conversion 還在高溫超導(dǎo)傳輸可再生能源電力方面頗有建樹，并已完成了相關(guān)測試。
因為在有限的空間可以提供較大的功率，Hydrogenie 技術(shù)很適合于應(yīng)用在高轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速的領(lǐng)域。其中在船舶行業(yè)，不僅只需占用很小的空間，將寶貴的船艙空間留給乘客， 而且通過結(jié)合DC 或可變AC 系統(tǒng)的高溫超導(dǎo)技術(shù)，可以節(jié)約4% 的燃料。也可以用于升級老的水力發(fā)電站，通過將高溫超導(dǎo)發(fā)電機與水輪機連軸變速運行，在帶部分負(fù)載的條件下，提高12% 的效率。
據(jù)GE 的Power Conversion 部門透露，在更受關(guān)注的風(fēng)電領(lǐng)域，采用高溫超導(dǎo)技術(shù)的風(fēng)電機組，也具有類似的兩項優(yōu)勢。一則是因為重量與空間需求更少，可以降低塔架的安裝質(zhì)量，也降低了安裝難度，節(jié)省了相關(guān)的成本。二則是采用該技術(shù)的風(fēng)電機組的節(jié)能壽命成本只相當(dāng)于普通10兆瓦風(fēng)電機組的20%。
當(dāng)然，GE 在超導(dǎo)領(lǐng)域也不是孤家寡人。此前就有消息稱， 一家名為Zenergy Power 公司也在研制高溫超導(dǎo)發(fā)電機，并且有意將該技術(shù)運用于風(fēng)力發(fā)電。而以電力分配系統(tǒng)為主業(yè)的美國超導(dǎo)公司，同樣在為10 兆瓦級別的海上發(fā)電機組開發(fā)高溫超導(dǎo)體及相關(guān)技術(shù)。據(jù)稱，采用該公司高溫超導(dǎo)技術(shù)的10 兆瓦風(fēng)電機組將僅重120噸，而傳統(tǒng)同容量的機組則需300 噸。
顯然，高溫超導(dǎo)技術(shù)已經(jīng)被眾多國家和企業(yè)看做未來發(fā)電、輸電、用電技術(shù)的重點發(fā)展方向之一，而該技術(shù)獲得商業(yè)化突破之時，最先獲益的很可能將是風(fēng)力發(fā)電行業(yè)。因此，無論是從科技戰(zhàn)略還是市場、經(jīng)濟的角度看，我國風(fēng)電制造商應(yīng)有相當(dāng)?shù)谋匾獙υ摷夹g(shù)加以關(guān)注，做一點有創(chuàng)新性貢獻(xiàn)的事情。
