風(fēng)力發(fā)電機(jī)越大，發(fā)電能力越強(qiáng)，綜合性價(jià)比越高。然而，風(fēng)力發(fā)電機(jī)越大，制造難度，安裝難度就越高。

幾十年前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的體型變化緩慢，但現(xiàn)在不同了。有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，上半年剛剛打破世界最大紀(jì)錄，下半年，這個(gè)頭銜就沒有了。

這就是目前的變化速度。

為了讓大家了解一下處在井噴中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造技術(shù)，本文從小到大，介紹風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的四款巨無霸。

從15兆瓦開始

在風(fēng)力行業(yè)，維斯塔斯是一家丹麥風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)和制造商。

2021年，他們推出了當(dāng)時(shí)世界上功率最大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)“V236”，其功率高達(dá)15兆瓦。

V236單支葉片直徑115.5 米，葉輪直徑高達(dá)236米，這也是其名字的由來。

圖為49米長(zhǎng)葉片，大家可借此想象長(zhǎng)為115.5 米的維斯塔斯V236單支葉片。圖片來自維基百科。

葉輪的掃風(fēng)面積高達(dá)43742平方米，相當(dāng)于6.1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)面積。

V236的掃風(fēng)面積相當(dāng)于6.1個(gè)這樣的足球場(chǎng)（圖庫(kù)版權(quán)圖片，轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛）

2023年8月，矗立在丹麥國(guó)家風(fēng)能測(cè)試中心的維斯塔斯15兆瓦V236樣機(jī)，其單日發(fā)電量達(dá)到了驚人的363兆瓦時(shí)，也就是36.3萬(wàn)度電，創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)的世界紀(jì)錄。

突破16兆瓦

2022年11月，由三峽集團(tuán)與金風(fēng)科技合作研發(fā)，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的GWH252海上風(fēng)電機(jī)組成功下線。

GWH252功率為16兆瓦，比V236還要大1兆瓦，是當(dāng)時(shí)全球葉輪直徑最大、單機(jī)容量最大、單位兆瓦重量最輕的風(fēng)電機(jī)組。

GWH252單支葉片直徑123米，葉輪直徑252米，相當(dāng)于6架C919客機(jī)首尾相連起來的長(zhǎng)度。

圖為C919客機(jī)，而GWH252葉輪直徑252米，相當(dāng)于6架C919客機(jī)首尾相連起來的長(zhǎng)度，圖片來自維基百科。

GWH252掃風(fēng)面積為5萬(wàn)平方米，相當(dāng)于7個(gè)足球場(chǎng)。16兆瓦功率，這意味著，其在滿發(fā)狀態(tài)下，一個(gè)小時(shí)可以發(fā)電1.6萬(wàn)度。

國(guó)內(nèi)一般家庭一年使用電量為2400度左右，這就是說，16兆瓦風(fēng)機(jī)在滿發(fā)狀態(tài)下，一個(gè)小時(shí)的發(fā)電量相當(dāng)于一個(gè)普通家庭6年多的耗電量。

2023年6月28日，GWH252海上風(fēng)電機(jī)組于福建某風(fēng)電場(chǎng)成功吊裝后，經(jīng)歷了超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“杜蘇芮”的極限考驗(yàn)，“杜蘇芮”中心最大風(fēng)力相當(dāng)于17級(jí)風(fēng)。

2023年9月1日，GWH252在連續(xù)24小時(shí)全容量滿發(fā)后，單機(jī)發(fā)電量高達(dá)38.41萬(wàn)度，創(chuàng)下全球風(fēng)電單機(jī)單日發(fā)電量最新紀(jì)錄。

快進(jìn)到18兆瓦

世界最大風(fēng)力發(fā)電機(jī)這個(gè)紀(jì)錄，GWH252僅僅保持了一些時(shí)日，之后，也就是2022年底，國(guó)內(nèi)又傳來新的紀(jì)錄。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)

中國(guó)海裝對(duì)外表示，其研制的“H260”海上風(fēng)電機(jī)組在山東省東營(yíng)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園研制成功。

H260功率18兆瓦，單支葉片長(zhǎng)128米，葉輪直徑260米，成為2022年底，2023年初單機(jī)功率、葉輪直徑世界最大的保持者。

H260超大型海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)，葉輪掃風(fēng)面積約5.3萬(wàn)平方米，相當(dāng)于7.4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)的面積。

在滿發(fā)風(fēng)速下，每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈可發(fā)44.8度電，單臺(tái)機(jī)組每年可輸出超過7400萬(wàn)度清潔電能，可滿足4萬(wàn)戶三口之家一年的用電量。

280米葉輪直徑

就在中國(guó)海裝對(duì)外宣布，成功研制世界最大風(fēng)力發(fā)電機(jī)沒有多少天，2023年1月10日，明陽(yáng)智能正式發(fā)布了18兆瓦全球最大海上風(fēng)電機(jī)組——MySE18.X-28X，下文簡(jiǎn)稱MySE18。

從功率上來說，MySE18與中國(guó)海裝的H260一樣，但為什么他們對(duì)外宣布是全球最大？

原因是，這個(gè)MySE18單支葉片長(zhǎng)度超140米，而葉輪直徑更是高達(dá)280米，最大掃風(fēng)面積66052平方米，相當(dāng)于9個(gè)足球場(chǎng)大小。

然而，大家需要注意的是，H260目前已研制成功并下線，而MySE18還處在設(shè)計(jì)階段。

綜上所述，如果要問，目前已經(jīng)安裝并投入使用的世界最大風(fēng)力發(fā)電機(jī)是哪個(gè)？

答案只能是三峽集團(tuán)與金風(fēng)科技合作研發(fā)的GWH252。

如果問已經(jīng)研制成功，產(chǎn)品已經(jīng)下線并處在測(cè)試中的世界最大風(fēng)力發(fā)電機(jī)是哪個(gè)？

答案只能是中國(guó)海裝的H260。

而明陽(yáng)智能的MySE18只是還處在研制階段而已，未來，其可能是世界最大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，也可能不是。因?yàn)檫€存在一種可能，就是當(dāng)它在未來下線前，其他更大功率，更大尺寸的風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì)提前下線。

未來還會(huì)更大嗎

超大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般都是安裝在近海，屬于海上風(fēng)電。

相對(duì)于陸上風(fēng)電，海上風(fēng)電有很多優(yōu)勢(shì)，比如風(fēng)力資源豐富、發(fā)電利用小時(shí)數(shù)高、不占用土地、不消耗水資源，適宜大規(guī)模開發(fā)，且對(duì)周邊環(huán)境干擾小等。

由于海上風(fēng)大，且相對(duì)平穩(wěn)，其發(fā)電效率通常比陸上風(fēng)電要高出20%-40%左右，這是支撐超大風(fēng)機(jī)得到蓬勃發(fā)展的一大原因。

2019年，國(guó)際能源署發(fā)布《2019年海上風(fēng)電展望》報(bào)告，在報(bào)告中，他們提到，隨著技術(shù)改進(jìn)，2030年可能會(huì)看到更大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，功率在15至20兆瓦左右。

圖片來自國(guó)際能源署發(fā)布的《2019年海上風(fēng)電展望》報(bào)告。

然而，距離這份報(bào)告發(fā)布兩年后，也就是2021年，維斯塔斯15兆瓦風(fēng)機(jī)出現(xiàn)了。

2022年和2023年，16兆瓦和18兆瓦的風(fēng)機(jī)也出現(xiàn)了。

也就是說，超大功率的風(fēng)機(jī)，它們的出現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于國(guó)際能源署的預(yù)測(cè)。

因此，我們有理由相信，18兆瓦風(fēng)機(jī)并不是終點(diǎn)，20兆瓦風(fēng)機(jī)也不是終點(diǎn)，且20兆瓦風(fēng)機(jī)可能會(huì)在不久的將來出現(xiàn)。

作者：寒木釣萌 科普作家、科技部“全國(guó)優(yōu)秀科普作品獎(jiǎng)”獲得者

審核：李瑞霞 國(guó)家地?zé)嶂行闹惺滦牵ū本┬履茉囱芯吭焊痹洪L(zhǎng)、研究員

出品：科普中國(guó)

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