中国再现国之重器,SL5000风力发电机一经出世,这座40层楼高的“海上巨无霸”,便成了各国哄抢的“香饽饽”!据说SL5000发电机在它预估的服役期间,能为我国转出4亿元人民币。
面对这座海上最大“印钞机”,美日羡慕不已,纷纷前来交付定金,期待能早日把这个大家伙扛回家乡,变成本国领域内的大型“印钞机”。
那么,为何SL5000会成为众人哄抢的香饽饽呢?竟让一向自诩世界霸主的美国,急匆匆地前来预定。
相比各国的风力发电机性能,SL5000的各项参数又是否真能让我国委以重任呢?惹来如此轰动的SL5000风力发电机,未来又将会走向何方?中国这些年来的很多项目都让外界为之震惊,虽说我国如今的实力越来越强大了,不过在某些领域仍旧十分薄弱,比如说能源领域。
因为中国的能源储备量并不多,绝大部分能源都需要依赖国外进口,这就使得中国在这一领域,很容易被西方国家给卡脖子。
尤其是中东地区的石油,中国目前所用的石油基本上都是从中东进口。
在和平时期可能不会出现问题,可是一旦进入到特殊时期,中国的日子可就不好过了。
而另一方面,考虑到环境保护问题,中国为了在满足用电需求的同时,尽量保证国家的绿水青山不受破坏,便不断地探索环保型新能源的发展。
在经过长时间的探索后,发现风力发电不仅储蓄量大,比起水电、火电、核电等发电方式来说,也更安全更环保。
风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转,再在增速机的作用下,提升仪器的旋转速度,以此来促使发电机发电。
简单来说,风力发电就是把风力电能转变成机械动能,再把机械能转化为电力动能的过程。
依据风车的制造技术,风力发电的要求并不是很高,只要达到大约每秒三米的微风速度就可以开始发电。
或许就是因为人们看到了它所蕴藏的巨大的发展潜力,取之不尽,用之不竭的风能受到了很多国家的欢迎。
尤其是对于缺水、缺燃料和交通不便的草原牧区、沿海岛屿、山区和高原地带,因地制宜地利用风力发电非常适合。
目前世界上的风电装机容量已超过500吉瓦,这意味着它们每工作一小时,就能满足30万人一年的用电需求!而以我们国家的具体情况来看,境内的风力资源非常丰富,绝大多数地区的平均风速都可以达到每秒三米以上,这里面隐蕴藏了巨大的开发潜能。
那么接下来就来看一下,这款完全由我国自主研发制造的SL5000海上风力发电机,号称史上最大的单体风力发电机,到底有多牛呢?事实上,早在2016年,中国的风电新增装机容量,就在全球占有极大的比重,排名世界第一。
当时全球风电新增装机容量已超过54吉瓦,而仅中国一家就占了23吉瓦!值得一提的是,美国仅为8吉瓦。
这样的成绩得益于我国的提前布局,早前,我国就认识到风力发电的重要性,因此风力发电的装置,在我国的东部海岸、西部荒漠戈壁等地随处可见。
截止当前,世界上风力发电机增长一直保持在30%以上,各国都在竞相发展并提高这一领域的实力。
而一直以来以石油为主要能源的美国,最开始并没有看到新能源巨大的发展潜力,也没有给予这个新生事物过多关注,只是一味地依赖于传统能源。
所以后来不管在是在光伏、还是在水电发电等领的发展,都要落后于中国。
直到拜登上任后,才开始大力发展新能源。
为此,美国还专门给自己设定了一个目标,希望在2030年能拥有30吉瓦海上风力发电机组。
为了能够实现这一目标,还给这个项目拨款了100多亿美元。
一旦该项目能够实现,可能会带来十几万个工作岗位,能够带动美国经济发展,何乐而不为呢?可是就当美国埋头苦干的时候,中国这边却传来了重大突破——输出功率高达10兆瓦,集各种先进技术于一身的SL5000海上风力发电机研发成功!这对于美国科研人员的心态是一种直接的打击。
SL5000系列风力发电机,是由华锐风电科技自主研发的,它的横空出世,意味着我国具有完全知识产权和全球技术领先的海上风力发电机组。
SL5000风力发电机的核心主要由叶片、主机箱、塔架构成,主机箱就相当于维持SL5000转动的心脏,整个风力发电机的的作用都集中在这里,为了建造出稳如泰山的主机箱,设计师需要用火焰温度高达3000度的强力切割机,制造出SL5000主机架的超大加厚钢板。
另外,也需要用灵敏度超高的的超声波仪器,检测SL5000主机架的所有焊接缝隙,关于SL5000的所有零件都需要经过这一道工序,以确保SL5000风力发电机足以面对自然界的极端环境。
而SL5000风力发电机的叶片是如今世界上最大最长的叶片,它运行中所承受的力量也史无前例,想要制造出强度最大和质量最轻的叶片,就要在材料上采用先进的黑科技。
不知经过多少次的试验,专家终于找到了最合适的材料——环氧树脂!这种材料有着极强的稳定性,但它唯一的缺点就是太脆弱,如果面对海风势必会将它粉碎。
于是,在经过多方的折腾之后,专家们找到了一种思路,便模仿给水泥加入钢筋一样的原理,给环氧树脂里混入一些编织物,生成玻璃钢。
这样一来,与编织物融合后的环氧树脂,厚度和重量缩减至原本的四分之一,强度也比原本增加了十多倍,改造后的环氧树脂就是制作SL5000叶片最好的材料。
它可以保证叶片较大受风面积的同时,避免因体重过大难被风带动、从而降低功效的问题。
据说在这种环境的作用下,只要达到每秒3公尺的风速,风力发电机就可以自己进入工作状态。
而当风吹动叶片旋转时,发电机机舱里的变速箱转速会变快,进而连接发电机从而产生电力。
另外值得一提的还有SL5000使用的轴承技术,我们都知道,轴承对一个机械的作用十分关键,一定程度上,它决定着发电机的使用寿命和功能的完好型。
因为发电机的轴承是非常容易损坏的一个部分,这一个部分不仅需要受力,而且还需要运动。
一旦出现了问题,那么整个发电机都会受到很大的影响,进入停滞的状态,因此它的轴承必须要达到世界上的最高标准才行。
为了能够制造出符合它标准的轴承,我国科研人员使用了世界上最为精准的两台机器,这种铣床可以做到削铁如泥,而且零件精度甚至可以达到微米级。
在制造完成后还要用,可以说SL5000的轴承挑战了轴承制造史上的最高难度,只能使用所有检测探头都镶嵌了高昂红宝石的,世界最大三维精密检测仪来进行检测,它的精密度甚至能达到我们头发丝的百分之五!以上核心部件的技术加持,使得SL5000海上风力发电机的输出功率高达10兆瓦,这也是中国第一台10兆瓦级别的海上发电机,同时也是总功率位居上位的世界顶级的海上风力发电机!这头海上雄狮体型相当巨大,高度相当于40层楼,叶片直径达到128米,需要一整艘巨轮才能运输。
其实让世界惊叹的除了它巨无霸的体型外,最重要的还是SL5000能从空气中获取4千亿瓦时的电能,这个数字相当于上海这个超级大都市一天的用电总量。
一般来说,风力发电机的种类分为水平发电机和垂直发电机两种。
而我们的SL5000大风车就属于水平发电机,它的优点是可以最大程度地增大受风面积,提高风能与电能的转化效率。
缺点就是我们需要不断地根据风向,去调节大风车所面对的位置。
而相较而言,垂直发动机则相对方便一些,由于噪音小、体型小,更受欧美国家的喜爱。
缺点就是风的受力面积小一些,电能转化率不及大风车。
值得一提的是,在世界大部分国家在水平发电机领域都采用齿轮装置时,中国研制出了根据风速改变电阻的磁铁技术,并在SL5000发电机中投入使用。
这使它在精简零部件的同时,还能让风电涡轮机运行得更加稳定。
不得不说,中国的技术或将领跑全球,就连刚享受过中华美食的美国政客也不得不承认,并且向中国提出了订购请求,一时之间,中国的SL5000发电机成为了大家眼中的香饽饽。
而现在怀俄明州卡本县的风电项目,就用的是中国涡轮机。
在第1台巨型风电机成功建设完成后,中国又安装了多台巨型风电机,还打算把它出口给其他国家,原本只青睐西方产品的一些国家在看到中国风电机的强大实力后,纷纷向中国发来了订单,就连美国日本等国也对中国的这款风电机非常眼馋,希望采购它的生产技术,但中国拒绝了出售技术的要求,以一台4亿多元的高价对外出口了多台巨型风电机,获取了大量利润。
起初,这款限量版“高定”有一件漂洋过海到了荷兰,另一台则坐落于我国有着非常丰富且持久性强的海风的东海。
对于这件“最大”的海上风力发电机,有人提出了奇葩问题,请问SL5000风力发电机上面可以停直升飞机吗?有人认为这是过度夸大了,就一个风力发电机组,怎么可能变成临时的直升机起降点。
但是这座风力发电机的巨无霸做到了。
它直径128米的叶片,风轮高度更是超过了40层楼高。
因此,在它的巨大平整的机舱上,只要不受到其他恶劣环境的影响,几乎随时可以起降直升机。
不过对着这么一台巨型发电机,想要实现成功搭建是非常困难的一件事,更何况还要在淤泥有20米深的海上进行建设,这就更加提高了难度,正是因为这样,所以想要在海上安装是一项非常危险的任务。
因此在正式安装动工之前,设计师和研究人员先沟通了一下,并根据实际勘察的结果设计出了整体方案。
SL5000风力发电机的安装非常复杂,况且东海的水流速度甚至达到了每秒三米,同时人们还要考虑到淤泥的问题。
面对如此困难的处境,上海勘探设计学院及时给出了解决方案,就这种情况针对性地开发出了一种新技术,即淤泥沉积性多桩承台技术,在这种技术的加持下,SL5000风力发电机每个承重台下,都有八根近80米长的钢管桩直达海底,最后由我国最大的 “风范号”起吊船,与最大履带吊车一起运送SL5000风力发电机到达东海目的地。
而且人们为了能够保证在使用的过程中发电机不会出现问题,在正式安装之前,人们还对其进行了各种各样的精密测试。
光是上面的叶片测试就花了4个月左右的时间才得以完成,为了能够增强它的抗震能力,科研人员还进行了500多万次的震动,用以模拟大自然最极端的环境,在确定至少有20年的寿命与质量保障,且叶片各方位性能均良好后,才将其正式投入使用。
综上,人们从选择材料到确定方案并制造,共花费了整整6个月的时间!可见这项工程的艰难和严谨程度有多深。
不过虽说在这些过程中需要面临很多困难,但是SL5000风力发电机所带来的好处也是非常多的,SL5000风力发电机可以称得上是一个奇迹。
它的出现不仅展现了我们国家的实力,让世界不再只是了解到中国制造的强大,更多地看到了中国技术创新的无限潜能。
当然中国也没有就此在风电发展领域内止步,如今中国已经开始研发发电能力更强悍的15兆瓦级风电机,一旦研发成功它就将超越荷兰成为全球发电能力最强悍的风电机,而在这些超级风电机的支持下,中国不仅能获得更多电能支持国内建设,还可以大幅降低碳排放水平,为保护全球环境贡献重要力量。
相信未来站在巨人的肩膀上,中国将会继续在风能与其他各项领域不断地突破自身极限,紧跟中国经济发展的脚步,走向由制造强国迈向创造强国的新征程!