7月,遠景超導風機Ecoswing計劃獲得歐盟地平線1億歐元資助的消息曾經(jīng)刷屏朋友圈,但是超導風機到底是怎么回事?現(xiàn)在超導風機的研究進行到哪兒了?今天能豆君就準備來給大家科普一下超導風機,并搭配精美圖片與業(yè)內(nèi)人士點評,相信分享這篇文章,足以秒殺朋友圈。
什么是超導風機?
討論超導風機之前,先來看看超導是什么?
超導是指某些物質(zhì)在一定溫度條件下電阻降為零的性質(zhì)。但由于超導一般發(fā)生在極低溫度條件下,所以尋找提升超導現(xiàn)象環(huán)境溫度的辦法、生產(chǎn)相對高溫的高溫超導體,一直是各國科學家努力的方向。
現(xiàn)在,超導材料已經(jīng)在電力領域有所應用,包括用超導線纜解決遠距離電力輸送問題,通過超導變電站改善供電質(zhì)量,降低損耗等。2011年2月中國第一個超導變電站在甘肅白銀高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)建成。
GE高溫超導(HTS)發(fā)電機Hydrogenie的組件
超導風機就是在風力發(fā)電機中用高溫超導體來代替普通電機的銅線圈作為電機勵磁繞組的電機。
好吧,其實超導風機的定義是什么不太重要,我們只需要了解它的特點就好。
超導風機最大的特點就是:發(fā)電效率高!小!輕!
高溫超導材料的低電阻甚至是零電阻的特點能夠有效提高發(fā)電效率。從理論上說,對于相同容量的發(fā)電機,高溫超導發(fā)電機的重量可以降低為常規(guī)電機的1/2-1/3,這對需要把大功率電機安放到十數(shù)米甚至更高的地方的風機來說,可以極大的降低風電長的建設和安裝成本;如果保持發(fā)電機的體積重量不變,高溫超導發(fā)電機的容量可以提高數(shù)倍,有效降低風電場的發(fā)電成本。
超導風機同時還有同步阻抗低、噪音低、諧波含量少、維護簡單、勵磁繞組不易產(chǎn)生熱疲勞等優(yōu)點。
現(xiàn)在的風機技術(shù)&未來風機前景
目前,風電市場上應用廣泛的是雙饋式風力發(fā)電機和直驅(qū)式風力發(fā)電機。
小科普
雙饋異步風力發(fā)電機(DFIG,Double-FedInductionGenerator)是目前應用最為廣泛的風力發(fā)電機,發(fā)電機主要由電機本體和冷卻系統(tǒng)兩大部分組成。電機本體由定子、轉(zhuǎn)子和軸承系統(tǒng)組成。定子繞組直接與電網(wǎng)相連,轉(zhuǎn)子繞組通過變流器與電網(wǎng)連接,轉(zhuǎn)子繞組電源的頻率、電壓、幅值和相位按運行要求由變頻器自動調(diào)節(jié),機組可以在不同的轉(zhuǎn)速下實現(xiàn)恒頻發(fā)電,滿足用電負載和并網(wǎng)的要求。
直驅(qū)式風力發(fā)電機(Direct-drivenWindTurbineGenerators),是一種由風力直接驅(qū)動發(fā)電機,亦稱無齒輪風力發(fā)動機,這種發(fā)電機采用多極電機與葉輪直接連接進行驅(qū)動的方式,免去齒輪箱這一傳統(tǒng)部件。
二者的主要差異在于前者有齒輪箱,后者沒有。
現(xiàn)在風機技術(shù)的研究方向主要有兩個,一個是規(guī)模上求大,即繼續(xù)研發(fā)10MW風機,一個是材料上求新,即研究超導風機。