据《生命科学》报道,美国科学家表示,未来漂浮在离海岸数百英里的海面上的风力发电站将能满足人类的能源需求。海上风力涡轮机的概念并不新鲜,但传统装置通常建在固定塔架上,需要将塔架深入海底,仅适用于水深约50英尺(约15米)或离岸较近的区域。麻省理工学院(MIT)和美国国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员设计出一种新型漂浮式风力涡轮机,可系泊在浮动平台上。长钢缆将平台各角固定至混凝土块或其他海底停泊点,形成类似高科技船锚的结构,这种装置被称为张力腿平台(Tension Leg Platform, TLP),比固定塔架更经济。
MIT机械工程与造船学教授、设计者之一保罗·斯科拉沃诺斯(Paul Sclavounos)表示:“这种漂浮装置无需额外成本。”平台会前后摇摆,但不会上下颠簸。计算机模拟显示,即使在飓风期间,平台移动幅度也仅为3至6英尺(约0.9至1.8米),涡轮叶片底部可正常运转,甚至高于最高波浪顶端。研究人员指出,类似于用于稳定摩天大楼的减震器,可进一步减少侧向倾斜。与现有离岸风力发电机类似,张力腿平台将使用海底电缆将电力输送至陆地。
研究人员估计,这种固定在平台上的漂浮涡轮可在水深约100至650英尺(约30至200米)范围内工作。这意味着在美国东北部,它们可安装在离岸30至100英里(约48至160公里)处。由于离岸越远风力越强,浮动风力发电机可产生更多能量(5兆瓦),而陆上设备发电量为1.5兆瓦,传统海上设备为3.5兆瓦。
为节约成本,张力腿平台可在陆上船坞装配,然后用拖船拖至海面。斯科拉沃诺斯估计,安装张力腿平台的成本仅为当前海上风力发电机安装成本的三分之一。此外,浮动平台的优势在于风力发电机可移动。例如,如果波士顿一家拥有400台风力涡轮机的公司需要为纽约提供更多电能,可拆下部分发电机并向南拖移。研究人员计划在科德角南部安装一半规模的原型。斯科拉沃诺斯说:“我们将部分结构安装在海上,以证明这种漂浮装置能按预期运转。”