1美國超導公司的Seatitan
借助在美國海軍項目的船舶推進電機上的技術(shù)和超導領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù),美國超導公司的Seatitan風機發(fā)電機組技術(shù)理論上可以是目前最大的風力發(fā)電機輸出功率翻一倍,達到10MW。直徑約為5m,重約160t的高溫超導直驅(qū)發(fā)動機將是項目成功的關(guān)鍵。相對而言,同樣輸出功率從的永磁直驅(qū)電機直徑要達到10m,重量也要超過200t。大額定功率的風電機組能夠降低已建成風場單位兆瓦功率的發(fā)電成本,超導風力發(fā)電機的功率密度也能都實現(xiàn)大功率高經(jīng)濟性的風電機組。
同時,AMSC聲稱,雖然目前注重的是10MW的Seatitan系統(tǒng),但是用高溫超導技術(shù)設(shè)計20MW風機也是可行的。
Seatitan超導風機概念圖
2遠景能源的Ecoswing
近來,遠景在最新設(shè)計的一款大兆瓦智能風電機組實施EcoSwing超導風機計劃。與傳統(tǒng)的發(fā)電機相比,EcoSwing超導風機的優(yōu)勢在于其在輸出相同轉(zhuǎn)矩下,重量可以減輕40%以上,這使整個機艙的重量減輕25%,而且也會成比例地減少其他原材料的用量。“一臺輕量化并極具競爭力的超導發(fā)電機,其發(fā)展?jié)摿ο喈斄钊苏駣^。”遠景能源丹麥全球創(chuàng)新中心總裁AndersRebsdorf評價說,“在我們不斷追求降低可再生能源成本的道路上,EcoSwing超導風機將是一個重要的進步。”
AndersRebsdorf還表示,“EcoSwing超導風機技術(shù)可以降低風電度電成本30%以上,遠景能源希望利用自己的尖端前沿技術(shù),使風能和太陽能到2025年成為全球主流能源的重要一步。”
遠景超導風機概念圖
3Technalia&Karisruhe聯(lián)合領(lǐng)導的SUPRAPOWER
歐盟資助的SUPRAPOWER的研究目標是利用超導體發(fā)展風能,參與該項目的共有9個來自工業(yè)與科研領(lǐng)域的伙伴,德國卡爾斯魯爾理工學院(KIT)的技術(shù)物理研究所將為該項目建造旋轉(zhuǎn)式低溫恒溫器,利用吉福德-麥克馬洪散熱器,通過純熱傳導,使超導線圈冷卻至零下253.15攝氏度。在這個溫度下,超導體不出現(xiàn)電阻現(xiàn)象,可以實現(xiàn)無損耗導電。
大家談:超導風機走出實驗室還需要5-10年
MAKE新能源咨詢孫文軒:超導風機應(yīng)該說目前還只是一個概念,超導技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用是有的,但是應(yīng)用在風機上,個人認為現(xiàn)階段還是不太可行的。如果說有一個重大技術(shù)突破或者生產(chǎn)出樣機,可能至少還需要5-10年,至于大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn),還需要30-50年都是有可能的。
目前超導風機的技術(shù)限制比較多,最重要的是低溫環(huán)境的問題,如何在風機里做到這一點還是比較困難的。另一個是超導材料的供應(yīng)量和價格都是問題,超導風機如果要大規(guī)模投產(chǎn)的話,這是一定要考慮的。
在效率方面,超導技術(shù)的特性理論上確實可以提高發(fā)電效率,但是現(xiàn)在也沒有任何一家公司可以提供準確的數(shù)據(jù)來證明在多大程度上可以實現(xiàn)提高效率,降低成本。
知乎ID峻衣:目前來說超導風機的研發(fā)方向是高溫超導,溫度能提高到40K左右,是比較高端的技術(shù)了。這種技術(shù)我沒有接觸過。但是首先,我比較擔心密封性,運行時風機上的振動非常大,而且隨風速有不同頻率的諧振,急停的時候振動更大,會對密封有非常高的要求,因為超導內(nèi)部是液態(tài)氮制冷,一旦泄露會對其他設(shè)備造成無法修復(fù)的損失。其次就是大風大雨雷電天氣可能會造成風機線路故障,對于這種高端技術(shù)部分一旦故障,維修成本會很高,而且一般人員無法完成,會影響可利用率。
就目前風機的技術(shù)來說,如果只是單單在發(fā)電部分應(yīng)用高端技術(shù),而其他部分沒有同步提高,那么也不可能大規(guī)模推廣。大規(guī)模生產(chǎn)我認為暫時不會。現(xiàn)在有試驗站,但是實驗站這東西都要好多年的。
能豆粉王勇:我覺得風機樣機也是5-10年的事情,大規(guī)模就沒有辦法說了。超導發(fā)電機主要是高溫超導材料的問題,現(xiàn)在的高溫超導材料的溫度也在零下100多度,持續(xù)液氮冷卻。不過一旦技術(shù)成熟,確實可能成本下降30%以上,但技術(shù)成熟時間就太長了,而且用在用在更大容量發(fā)電機上更合算。