在都市也可以发展陆上风电?韩国新型垂直轴风电塔的新机会

目前较常见的风机为水平轴风力发电机,这些远看像电风扇的风机设备已经随着时间,技术愈加成熟、设备量也越来越高,不过其实另一种风机,垂直轴风力发电机(Vertical Axis Wind Turbine,VAWT)一直在韩国悄悄发展中。

水平轴与垂直轴这两种风机技术的分野在于,垂直轴风机的转轴与风向垂直,上色后或许远看就像美发旋转灯,不需要对准风向即可运行,不用复杂的机械设备和电动机来调整方向以及让叶片变桨,对于地形与风向的要求没有那么高,不过就发电量来说还是水平轴风机高,大部分商业风场仍用水平轴风机为主。

只是垂直轴风机还是有其市场,韩国Odin Energy便看中垂直轴风机的灵活、模块化设计,研发出最多可达12层楼高的垂直轴风能塔,就如下图,每一楼都装有一台垂直轴风机,中央是随风旋转的风扇,外侧则围一圈引导并加速风进入的导风罩。

团队认为,与一般的垂直轴风机相比,新型设计大幅提高单位面积发电量,除了增加发电容量,也因为楼层愈高风速愈大,整栋的发电量也是过去的4倍,在平均风速增加16.5%的情况下,功率效率(power efficiency)也提高62%。

Odin Energy创办人兼副总裁Soo Yun Song表示,目前公司正在讨论如何在韩国打造垂直轴风能塔。Odin Energy预估,这类塔楼的成本约140万美元,平均能源成本(LCOE)为每MWh 90美元。

风能塔设计新颖,可以设备在都市、人口稠密的地方,只是在商业化之前还得面对许多挑战,若以成本来说,Odin Energy还是比陆上风电与太阳能还要贵,根据市场调研机构Lazard 10月的最新研究,陆上风电的LCOE每MWh落在26美元到54之间。

Wood Mackenzie拉丁美洲和南欧资深分析师Brian Gaylord也指出,如今市场上已经习惯使用水平轴三叶式风机,发展颇为受限,目前风机主要由三叶式叶片、上风式、齿轮传动组成,这已经是风电最具成本竞争力的模式。

Gaylord表示,其实韩国已经出许多垂直轴风机技术,但至今还没有一个特别受到瞩目。

(首图来源:Odin Energy)

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