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【工業之美】海上的摩天大樓,全球最大風機到底有多大?

單臺機組預計年發電量達6700萬度,可滿足1.6萬個歐洲家庭的用電。

圖片來源:GE

記者 | 席菁華

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全球海上風電的大型化趨勢,催生出越來越大的海上風機。

由GE可再生能源集團(下稱GE)打造的Halide-X 12MW風機,已在歐洲進行部件測試的準備工作。這是目前全球最大的風電機組,單機功率達12MW。

從它的基座到葉尖最高處距離達260米,是法國巴黎標志性建筑凱旋門的5倍以上,約為紐約自由女神像從地面到火炬尖端高度的3倍。

據中國風力發電網報道,每臺Halide-X 12MW海上風機年發電約6700萬度,可滿足1.6萬個歐洲家庭的用電。這將減排4200萬噸二氧化碳,相當于9000輛汽車一年的排放量。

圖片來源:GE

在同樣規模的風電場中,大兆瓦海上風機可以使用更少的基座、海底纜線等設備,降低風電場的基礎和施工成本。

據GE測算,Halide-X 12MW風機的年發電量將比目前其他海上風機至少多出45%。與三菱維斯塔斯(MHI Vestas)和西門子歌美颯(Siemens Gamesa)目前的10MW海上風機相比,其單位收入將提高3500萬-5000萬美元。

大容量海上風機需匹配相應的長葉片。這款風機使用了目前全球最長的葉片,長度達107米,相當于國際標準足球場的長度。這比之前的記錄保持者多出15米。

感受一下107米葉片的長度:

圖片來源:GE中國

2017 年,GE斥資16.5億美元收購全球最大獨立風機葉片制造商LM風電集團(下稱LM)。2018年,在LM法國瑟堡港口附近的大型工廠,全球第一支107米風機葉片誕生。

GE中國表示,每片葉片重達50噸,由玻璃纖維和碳纖維制成的特殊混合纖維,使葉片的承載部件兼具高硬度和低重量。

懸掛在工廠天花板上的巨大機器,可以幫助工人安裝玻纖制成的大型主支架,進一步加固葉片。另有一個機器可將葉片轉動并幫助運出生產車間。

葉片運輸過程。圖片來源:GE中國

要確保安全地矗立在海上,并承受住強烈的海風,GE的12MW海上風機必須擁有一副“鋼筋鐵骨”。

除葉片外,風力發電機的重要零部件還包括塔筒、機艙、主軸、主軸軸承、齒輪箱、變槳系統、偏航系統等。

據歐洲海上風電報道,GE的12MW海上風機的發電機艙重達700噸,由GE位于法國的Saint-Nazaire工廠生產和交付。

GE 12MW風機塔筒法蘭。圖片來源:伊萊特

塔筒連接法蘭是風力發電機最重要的結構部件之一。GE的12MW海上風機的法蘭,由中國伊萊特能源裝備股份有限公司(下稱伊萊特)提供,塔筒底法蘭直徑達8.5米,最大單件法蘭的下料重量接近40噸。

焊接完畢的12MW風機塔筒法蘭,分段的塔筒依靠法蘭連接矗立至約130米高度。圖片來源:伊萊特

GE在2018年提出,將在3-5年內投入4億美元,為這款風機的工程設計、測試和供應鏈開發提供資金。

目前,這款風機的機艙已在位于法國圣納澤爾的GE工廠組裝完畢,107米長葉片已從瑟堡港口發運。這些部件在生產完成后將由大船運至鹿特丹,安裝在樣機上。

運輸中的發電機艙。圖片來源:GE

GE的12MW風機也將在中國生產。今年7月,GE和廣東揭陽市、廣州市簽署了海上風電項目投資協議,在揭陽設立GE海上風電機組總裝基地,將引進Haliade-X 12MW及以上海上風力發電機組生產技術。

這一項目在今年底動工,預計2021年建成,并于該年下半年組裝生產。

GE還將在廣州開發區投資建設的海上風電運營和開發中心,將為總裝基地提供運營、技術和服務支持。

今年9月中旬,Haliade-X 12MW海上風機已斬獲全球海上風電開發巨頭沃旭集團(Ørsted)100臺的商業訂單,為美國大西洋海岸的兩個處于開發階段的風電場提供風機。

GE承諾,將在2021年交付首批Haliade-X 12MW風機,并進行批量生產,以滿足全球10GW級以上海上風電訂單需求。

據歐洲風能產業權威雜志Recharge報道,預計Halide-X 12MW型式認證工作將于2020年進行。

目前,中國最大的海上風機為東方電氣股份有限公司(東方電氣,600875.SH)研發的10MW海上風電機組。

9月25日,這款風機已在福建三峽海上風電國際產業園正式下線。它由中國自主研發,是單機容量全球第二大的海上風機。

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