近日，美國伍斯特理工學院的一隊研究人員在美國國家科學基金會30萬美元資助下，歷時3年研究將大型風力發(fā)電機置于深海平臺，目前該項目已進入測試階段。據(jù)了解，此項研究將復(fù)雜的計算機模擬與物理模擬方法相結(jié)合。有專家預(yù)計，該研究或許能夠為環(huán)境友好型能源發(fā)展指出一條明路，同時也有可能使風力發(fā)電滿足美國諸多沿海州的大部分電力需求。
  據(jù)悉，此項目由美國伍斯特理工學院機械工程系主任特里格瓦松教授及副教授大衛(wèi)·奧林杰博士聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)。奧林杰博士指出：“風力發(fā)電未來在滿足美國能源需求上將扮演很重要的角色，因此研究中有兩點必須考慮：首先，能源應(yīng)該在鄰近需要的地方生產(chǎn)；另外，對于風力發(fā)電來說，還應(yīng)該在風力較為穩(wěn)定的地方進行。美國東西海岸的沿線城市都需要大量電力，可以充分利用來自海上的風力。”
  奧林杰的研究主要是評估海上浮式風力發(fā)電場的可行性。該項目計劃打造一座由100臺浮式風力發(fā)電機組成的風電場，每臺風機的發(fā)電能力為5兆瓦（比普通陸上風機發(fā)電能力多60%），所發(fā)電量能夠滿足50萬個家庭的需求。
  奧林杰指出，盡管海上風電場的發(fā)電能力巨大，但是在深海區(qū)域，將重達1500萬磅的風機樹立在高達300英尺的浮塔上是十分困難的。“在深水風機開發(fā)并成功應(yīng)用前，應(yīng)先考慮一系列問題，這樣才能設(shè)計出合適的風機，”奧林杰說，“比如，應(yīng)該如何將風機運抵安裝地？什么樣的平臺和浮標設(shè)計組合，加上系泊解決方案能夠最好地抗拒大風暴和大浪的沖擊？各個海洋區(qū)域間的環(huán)境條件有怎樣的不同？等等類似問題。”
  為解決上述及其它一些存在的問題，奧林杰和他的團隊將計算機模擬與物理模擬相結(jié)合，“雖然計算機模擬在控制中度海浪與風力的力度方面表現(xiàn)良好，但是風暴條件下造成的非線性反應(yīng)仍需要物理模擬來處理”。為此，伍斯特理工學院的研究團隊借用了美國歷史最為悠久的水力學實驗室，用于模擬深水區(qū)域的環(huán)境，以測試相關(guān)設(shè)備。奧林杰說：“該實驗室可以協(xié)助我們確定一些意想不到的條件，以及確定開發(fā)早期需要進行修改的設(shè)計。為我們的研究節(jié)約了大量成本。”
  奧林杰希望，當全部項目完成時，他們能夠擁有一個完整的計算機模擬系統(tǒng)，用以檢測更多設(shè)計類型和潛在的環(huán)境條件。
  據(jù)了解，歐洲目前擁有超過5000臺風力發(fā)電機，總裝機容量超過6500萬千瓦。這其中許多都是海上風力發(fā)電機，并且一直以來都在不斷建設(shè)新的海上風電場。而全球首個深水浮式風機目前也在挪威海上進行測試。然而，據(jù)美國能源部透露，盡管美國擁有超過1.2萬英里的海岸線，但是在風力發(fā)電上卻遠落后于歐洲。剛剛獲批準的海角風電項目（Cape Wind Project）將在科德角附近的海上淺水區(qū)域安裝170臺風機，這將是美國第一個海上風力發(fā)電場。但是它的發(fā)展卻一直停滯不前，主要因為擔心樹立的風機會破壞海角海岸的自然美景。
  對此，奧林杰表示，浮式風力發(fā)電機通常安裝在遠離陸地的地方，這種方式能夠很好地解決環(huán)境、景觀與風機安放間的矛盾。奧林杰還驕傲地表示：“我們的工作是基礎(chǔ)性的。美國計劃到2030年讓20%的電力來自風能，如果深水風電能夠在完成該計劃中發(fā)揮重要作用，那么我們目前的研究將是意義非凡的。”