5兆瓦浮动“金字塔”海上风力涡轮机将接受测试

正如我们之前所讨论的，用于陆上风力涡轮机的典型扇形风轮设计在海上并不是很合适，而世界上最好的风能资源大多在海上。当水太深，无法将巨大的杆子锚定在海床上时，涡轮机需要浮动设计。而当试图使用从陆地技术改编的风轮设计时，需要在底部有大量的压载材料，它们的部署和服务既困难又昂贵，而且安装在机舱一侧的巨大风扇所带来的巨大物理压力意味着需要运行巨大的轴承来承受其巨大的单侧重量。

波士顿初创公司T-Omega描述了一种不同的方法，一种从头开始为深海部署而设计的方法，可以大大减少大型涡轮机的重量、成本和工程压力，同时使其更容易部署和维护。虽然T-Omega公司仍在寻找合作伙伴，以使其设计通过波浪箱测试并投入商业使用，但法国公司Eolink似乎正在将类似的想法付诸实施。

这种设计优势的关键在于它的金字塔底座，用一对三角形取代了风车设计的单杆，其方式与摩天轮的悬挂方式基本相同。巨大风扇的巨大重量被均匀地分配到两端的轴承上，而不是只有一个。因此，顶部的机舱可以更轻一些，而不是一个单一的整体杆，可以安装四个更细的支持结构，作为一个金字塔形状，这大大减轻了重量，而且它还让底部有一个宽大的底座，而不是一个单一的点，因此不需要沉重的压载金属来保持直立。

不能在陆地上使用这些摩天轮金字塔设计，因为陆地上的涡轮机需要能够向风中倾斜，以使其输出最大化。这在深海中不是问题，只需将这些漂浮的金字塔拴在底部。无论风向如何，涡轮机都会被吹向那个方向，而且由于系绳安装在正面，它最终总是朝向风向。

虽然风向和洋流在深海中通常是一致的，但Eolink设计了一个动态压载系统，当两者不一致时，可以将涡轮机转向120度。这也让操作者转移每个涡轮机后面留下的尾流，有可能牺牲前排涡轮机的一点功率，以最大限度地提高整个风电场的输出。

金字塔设计对支撑杆的压力大大降低，因此它们可以更小、更轻。由于不再有叶片可能撞到支撑杆的问题，在给定的机舱高度下，叶片可以更长、更灵活。

在建造和部署这些机器方面，一切都简单得多。它们可以在船厂建造并直接部署到水中，由于它们在水线下没有携带大量的压舱物，因此它们可以漂浮在相对较浅的深度。一个船厂一年大约能够部署67台涡轮机。

一旦建成，只需要将它们放进水里，拖到指定风场，拴住它们，连接起来，就可以开始运行了。不需要每天花费数百万美元的专业起重船来部署或维护，因为可以直接把它们拖回港口，这要容易得多，便宜得多。

因此，在材料、工程、建造、部署、规模和终身维护之间，这些设计应该在每一步都有成本优势。随着欧洲海上风电领域在材料成本上升、通货膨胀、供应链问题和来自中国公司的压力面前挣扎，这些优势可能是绝对的关键。

根据Recharge News的报道，由于西班牙Acciona能源公司和项目管理公司Valorem的新投资，Eolink已经获得了最终投资决定（FID）。现在，Eolink获得了2300万美元的全部资金，开始制造一个全尺寸的测试涡轮机，并将其部署在法国大西洋的SEM-REV测试基地。

这个5兆瓦的示范机将重达1100吨，每边有52米（171英尺）的方形底座。转子本身将有一个143米（469英尺）的直径。Eolink表示，在相同的额定输出下，其设计应比传统的风轮少用30%以上的钢材。由于叶片不再有撞击塔架的风险，在给定的塔架高度下，可以安装更长、更灵活的叶片，从而在相同的风力条件下，估计可以增加10%的能量输出。这个月开始施工，预计到明年（北半球）春天就会停泊和锚定到位，并将于2024年投入使用。

就底价而言，Eolink表示，它预计这些机器提供的电力比"参考技术"要便宜20-25%。因此，这并不是像T-Omega和更极端的解决方案（如World Wide Wind的双反转垂直轴风力涡轮机）所承诺的那样激进地削减50%的价格，但看起来这些法国涡轮机将更早地在商业规模上进行测试。