淡水河谷测试产生气泡以减少排放的铁矿石载体 随着美国基础设施交易有助于复苏前景 铁矿石将进一步上涨 太多变数为非洲铁矿床描绘了黯淡的未来 昆士兰州西北矿产省在荷兰展出 采矿业新出现的网络威胁 KL Gold报告了Macassa的新钻探结果 柯克兰湖在马卡萨钻探1297克/吨黄金 印度约40%的地区在某种程度上依赖煤炭 Bass Metals在Graphmada取得更多勘探成功因为它寻求发展石墨资源 矿业巨头嘉能可就圣地恐惧与传统业主进行谈判 塔拉巴政府要求FG加快东北地区的石油勘探 MINExpo赋能矿业满足全球需求 繁荣的非洲矿业在当前局势期间扎根 BIA向34个部落和非国大提供超过650万美元的能源和矿产赠款 世界上哪些地方出产碧玺 研究发现澳大利亚煤炭地区每年排放160万吨甲烷 Orea提供有关Montagne d'Or采矿特许权更新状态的最新信息 怎么选购碧玺石?碧玺石的保养方法 品牌经济发布2021年矿业品牌排名 Fe Limited以731000美元的铁矿石特许权使用费增加现金余额 爱情石如何保养 芙蓉石戒指保养方法 伊朗促进采矿业的计划取得成果 Mineral Resources子公司在珀斯盆地获得了用于勘探天然气钻探的钻机 采矿业是遭受蹂躏的南澳经济不太可能的救星 珊瑚吊坠如何保养?珊瑚吊坠保养方法 红宝石的分级评价标准有哪些?红宝石分级评价标准五部曲 世界五大珍贵宝石之红宝石 俗称“鸽血红” 采矿业继续从与当前局势相关的障碍中复苏 McEwen创建新公司以推进Los Azules铜项目 GR Silver Mining报告最终钻孔的广泛金和银区将纳入Plomosas矿区资源估算 南非矿业不太可能是经济受损的救星 Manganese X Energy Corp公布电池山锰矿项目的矿产资源估算 ALROSA引入革命性技​​术来追踪钻石 新的ETC中的关键能源过渡金属 关于钻石投资的5个误区 通过智能过程控制提高尾矿处理效率 爱立信与安赛乐米塔尔在法国敦克尔克的数字实验室的合作伙伴 斯达兰卡推出稀有帕拉伊巴碧玺裸宝石系列 安古兰矿将作为旅游目的地起步 老挝通过越南享有受控商品的贸易顺差 红宝石戒指改变您生活的 5 种方式 GIS采矿勘探比第六个发展计划目标高出16% 考虑投资宝石时要探索的三个方面 尼日利亚矿业部深化与中国合作 南非塔克拉夫为刚果铜钴矿供应两台板式给料机 关于红宝石你可能不知道的 6 件事 通过智能过程控制提高尾矿处理效率 澳大利亚Avima铁矿石威胁起诉AutSino和Sangha矿业公司 华北主要钢厂复工产能达70%但铁矿石需求减弱 Ideon和Orano推出世界首个井眼介子层析成像解决方案
您的位置:首页 >矿冶新闻 >

Google的Makani:从法规到技术再到野生动物挑战

大约一年前,谷歌在机载风能公司Makani取得了100%的所有权。它以前在公司中拥有1500万美元的职位,但是在一位创始人的悲惨去世之后,Makani的未来变得不确定。现在,它在Google X上拥有大量的资金,这是致力于突破性技术的解决方案。

那么,马卡尼破坏风力发电的可能性有多大?

Makani的20 KW(在最佳条件下飞行时的平均输出)工作原型。

对Makani的公共文档的仔细评估表明,他们对机载风能的处理方式面临着数项严峻挑战,其中一些与其他机载风能方法具有共同点,其中有些是Makani独有的:

与当前的风力涡轮机不同,它们的设备不能放置在现有的工作农田或有任何二次用途的区域上它们必须放置在距离公共道路和电力线至少1.5公里的地方它们可能未经许可使用未标记,未点燃的系绳及其方法它们必须比等效的风力发电机间隔更远,从而扩大了二次使用问题,由于安全方面的考虑,维护可能需要关闭部分风电场不能在更大范围的不利条件下运行,接地时更容易受到损害禽类死亡率可能会高于当前的风力发电技术

考虑到这些限制,他们不太可能提供更多的陆上风电场,但在热带和亚热带气候中的海上风电场则更有希望。经过多年的零故障生产,这些限制中的一些可能会得到缓解。

尽管存在这些重大限制,但他们提出了一个有趣的主张:

AWT增加了选址的灵活性(与传统风力涡轮机相比)

也就是说,尽管与传统风力涡轮机相比存在严重缺陷,但在某些情况下,Makani模型在经济上可能是可行的。它使用的材料少得多,所需的现场建设更少,并且可以利用更大的风向获得更大的容量系数。材料的运输更加容易,并且如果系统规模化,则可以在工厂内制造可运输的完整组件可以降低成本。如果完全可行,则在某些地方可能会降低生命周期的用电成本。

Makani模型是什么?

高海拔风的吸引力很简单。风速在很大程度上随高度增加。叶片式风​​力涡轮机可以利用的风能以速度的立方增加,这意味着随着风的变快,其中的可用能量会迅速增加。如果您可以使风力发电机产生更高,更强,更稳定的风,则将产生更多的电力。这就是为什么使风力涡轮机变得更强大的最大创新就是将它们放在更高的桅杆上。机载风能有望进一步提高。

礼貌http://archive.nrc-cnrc.gc.ca/eng/ibp/irc/cbd/building-digest-28.html

第二项创新是机载风力系统和风力涡轮机分开的地方。风力涡轮机的叶片更长,因此它们可以在更大的风吹扫面积中捕获能量。由于表面积随叶片长度的平方增加而增加,因此将较长的叶片放入更强的空气中会使立方系数乘以平方系数,从而获得了历史上极好的结果。部分原因是离地的风向更高,容量系数也增加了,因此它们每年产生的风能占较大比例。水平轴风力涡轮机(HAWT)规模稳步上升,现在陆上风力发电机组为5 MW,海上风力发电机组为7 MW,容量系数达到40%或更高,甚至更大的机组进入海上。美国和巴西的陆上站点有50%的容量系数。

Makani等人走了一条不同的路。

他们建造了一个坚固的机翼,系留的飞机,像风筝一样绕圈飞行。机翼的前缘将有八台更小的风力涡轮机。他们抛弃了较大表面积的平方优势,以求得更高风速的立方优势,而这可以通过使用风力快速绕圈飞行而获得。尽管他们尚未公开发布速度规格,但我的计算表明,他们需要在目标265 m半径的圆环上以每小时130-140公里的速度飞行预计的5 MW机翼。给定半径,系绳阻力和八台涡轮机在发电时会降低机翼,这让我感到有些激进,但我假设他们已经完成了建模,并且相信迭代可以达到目标。速度基于我执行的计算中的两个假设,尤其是叶片效率,如果我的假设不成立,它们可能会稍微降低速度。Makani团队的成员根据Springer AWE手册第28章的规定,通过当前3号机的最小机翼速度30.5 m / s或约110 kph对速度进行了验证。

起飞和降落将像直升机一样,在八个螺旋桨的垂直下方进行处理。系绳将根据需要绞入和拉出。

束缚的Makani机翼的飞行路线。

因此Makani通过了一些嗅探测试。他们有一个可行的原型。他们正在尝试做的事情的物理原理已经广为人知,并且早在他们决定利用它之前就已经有了。实际上,定义这种方法的开创性论文是劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的迈尔斯·劳埃德(Miles Lloyd)于1980年撰写的。

那么,是什么阻止人们这样做呢?主要是意志,材料科学和计算机。遗嘱部分很简单;建造能够在多种不同类型的天气下工作且不会杀死人的自动飞行器真的很难。电传飞机和无人驾驶飞机已大大减少了明显的困难。材料科学也很简单。系绳必须非常坚固,轻便,机翼也必须如此。碳纤维的拉挤救援,以及更常见的机翼碳纤维方法。小型设备和微型传感器功能的增强也减少了自动化的障碍。

所以您在想,这是什么问题?从物理上讲有意义,组件在那里,Google拥有公司,这可能出什么问题?

好吧,总的来说有些事情,但马卡尼模型的一些具体问题,如向美国联邦航空管理局提交的“系留飞机的作战概念”(TACO)所记录的,这对于他们在白天进行试飞原型是必要的以及每次测试时向飞行员发出的通知(NOTAM)。TACO文件将需要更新,并在进行过程中变得更强大,而且许多部分代表了马卡尼的愿望,而不是航空当局会同意的。

令人着迷的读物,让我坐起来的第一件事是他们建议的1.5公里或不足一英里的600 KW陆上设备的挫折。没错,对于600千瓦的设备而言,它有1.5公里的缩进。考虑到这些天600千瓦的HAWT被认为很小,在安大略省,根据第359/09号法规,它的续航里程为550米,这是很多事情。在南澳大利亚,根据他们的噪音挫折规定,一台600 KW HAWT可能会更近。

但是对马卡尼来说,情况变得更糟。相同的HAWT的最大550米挫折来自居民住宅。Makani设备要求的挫折是什么?

与任何干线电力线和公共道路之间应相距5,000英尺(1.5公里)的挫折

是的,Makani的要求(可能具有侵略性)是,他们想要制造的最小的商用设备应距道路和电力线近一英里,而不必管人们的房屋。这是使用Makani装置建造的任何风电场的各个方面的结果。这样就完全避免了在农田中使用这些设备,并且仅允许将这些设备安装在不可耕种的偏远土地上。

就背景而言,澳大利亚的维多利亚州出于政治动机而使居民居住区遭受了两公里的挫折,此后,该州实际上几乎没有批准任何风电场。Makani的效果将相似。

鉴于在陆上选址时的死亡之吻,为什么我会建议Makani实际上是积极的?

让我们更仔细地检查设备,然后将其与600 KW HAWT进行比较。

Makani 600 KW目标设计

陆上目标机翼预计为28米(92英尺)宽,1050千克(2314磅)的装置。按设计在距系泊点440米(1443英尺)的距离下运行时,它将以130-140公里/小时(80-85英里/小时)的速度行驶。它的前端将有八个大约一米长的快速旋转刀片。将会有一条几乎看不见的(强度稍高的)电气化碳纤维束线,强度极高,在机翼附近以130-140 kph的速度行进,接近零速,但在系泊点附近却具有巨大的力量。

如果一切顺利,则该设备将通过系绳固定在系泊点上,系绳将始终指向天空,并且该设备永远不会到达地面附近的任何地方,除非它像直升机一样运转并且移动非常快。慢慢来为了确保几乎总是这种情况,将进行大量测试。

但是意外发生了。软件,甚至安全认证的软件都是不完善的。大气将在这个飞行装置及其系绳上引发各种怪异的状况。在某些情况下,可以保证某些组件工作不正常,在早期阶段,直到了解并解决所有情况之前,这些组件会更多地工作;而在组件出现故障或维修不便时,也可以保证某些组件的使用寿命更长。

到那时,很有可能这种大型,沉重,快速移动的设备具有不可见且非常坚固的电缆,将沿着地面扫掠或笔直地滑向它,或者脱离其系绳而顺风驶向任何东西那里。甚至可能更糟的是,顺风飞行将其非常坚固的可能仍带电的电缆拖到后面。

马卡尼,高空风能研究人员,空中风能企业家和联邦航空局都充分意识到了这些潜在事件。他们都在使用多个冗余安全系统来减轻这些风险。

但是,在软件和系统已经在生产中证明了自己的几年之前,FAA不可能只允许1.5公里的挫折。而且,保险公司不太可能为这些设备投保1.5公里的赔偿责任,直到它们投入使用数年之久。工程和测试可以证明的东西太多了。

因此,马卡尼可能会提出1500米(或近一英里)的挫折。他们会更长。也许两倍长。最初可能是原来的三倍。他们可能会保持这种状态十年或更长时间。

实际上,这可能是一件好事,因为这些东西发出的声音可能比HAWT更令人讨厌。观看此YouTube视频,该视频大约在一分钟后开始测试20 KW原型。

这是目前的Wing 7、20 KW原型机,看起来像是几百米的侧风。请注意,当设备靠近相机时,噪声会大大增加。这里有两个主要的噪声源。首先是转子嗡嗡声。叶片旋转得越快,它们发出的噪音就越大,并且叶片旋转得非常快。第二个是系绳噪音,因为非气动圆形电缆高速地在空中向侧面鞭打,这对于任何听到拉紧的绳索或拉索的人在风中唱歌都很熟悉。(数十年前尝试制造气动护套的系绳失败,并且在这方面没有取得任何进展)。现在,由于600 KW的设备将变得更大,移动速度更快并且电缆会更粗,因此该噪声的增大幅度很大。每次风向Makani农场的下风方向转移时,该房屋的噪音将比HAWT农场的类似噪音增加更多,原因很简单,因为Makani设备会随风移动并且更接近家。

对于某些人来说,HAWT刀片飞快的烦恼可能会被这种噪音大大抵消,因此更长的挫折可能是因祸得福。Makani还要求在其FAA提交文件中规定1.5公里的噪声衰减,这同样未经测试或验证。它可能也必须增加。在常见问题中,他们有关于噪音的说法:

机载风力涡轮机(AWT)的噪音水平应与传统风力涡轮机相当。从AWT发出的声音比常规涡轮机发出的声音频率更高,并且高频声音会随着距离的增加而迅速减小。在AWT的运行高度,预计噪声水平将与传统风力涡轮机保持一致。

关于频率的噪声特性尚未得到证实。对于小型原型确实是正确的,但是对于更大的设备及其系绳,这可能并非如此。

第二个让我兴奋的事情是Makani对FAA的要求。我已经包含了文档的整个部分,因为它很有启发性。

首先要注意的是,如果他们必须将色带,反光球或灯光放在系绳上,则它们的风力发电方法将行不通。句号

第二点是他们的虚假主张,即系绳实际上与固定无线电塔上的拉绳相同。这是不合理的,有两个原因。首先是无线电塔上的灯停留在一个地方,并且被飞行员感知为静止的物体。Makani设备上的灯将会移动,乍一看被认为是飞机的灯。第二个原因是无线电桅杆上的拉线速度不会以每小时130-140公里的速度移动。

再次期望Makani将测试其设备并确保安全性和可靠性,并且将为飞行员准备永久性NOTAM。但是,很难理解为什么FAA应该考虑将一条440米的无形,超强,带电的电缆以每小时130-140公里的速度在天空中鞭打,可能是在面积为1.78亿立方米的半球状区域中的任何地方与静态拉线相比,至少要等到几年的安全操作发生后才可能,甚至可能没有。

可能还有其他解决方法,Makani可能会被迫承担这些责任,但是在我的头顶上,最有可能的是巨大的泛光灯指向天空,电缆的碳纤维已经改变,以包含高度反射性的元素。晚上,明亮的440 m电缆将在天空中鞭打,而不是在夜空中鞭打着看不见的电缆。这些挫折再次希望增加而不是减少。

第三件事引起了我的注意:

与下半球下风向的任何其他涡轮机相比,一根系绳的长度

Makani设备的锚点必须在系绳长度上相隔一点,这完全有意义。也就是说,对于陆上解决方案,这些设备之间必须顺风并排,并且彼此之间必须相距440米(实际上要多一点,但要保持系绳的长度)。由于电缆可能会在空中互相缠绕,或者将其中一个机翼切成两半,或者机翼以130-140公里/小时的速度撞向顺风的锚杆,因此无法靠近。它们必须相距440米。

一切都很好,但是600千瓦HAWT的风力发电场必须相距多远?好吧,经验法则是在盛行风的方向上叶片直径相距6-10,以避免发生干扰,也许是与盛行风90度成一半的角度,这是因为生成次佳风时将由更多风组成涡轮机。

600 KW HAWTS具有通常为25%的容量系数,其转子直径平均约为40米。这意味着顺风间隔为240-400米,侧风间隔为120-200米。Makani 600 KW设备的系绳长度为440米。假设有一个10 km x 10 km的风电场,一点数学运算告诉我们,风电场中最大间距的600 KW HAWT大约是Makani最小间距的装置的2.4倍。

现在,Makani设备将在空气更强,更稳定的地方飞行,因此它们将获得更好的容量系数。但是,性能提高了2.4倍,还是容量系数提高了60%?不太可能,尤其是不仅仅是风速是一个因素(更多信息请参见下文)。

而且这正在使用HAWT,因为它们太小,没人愿意使用。让我们假设一个更现实的假设案例,即2兆瓦HAWT,再考虑10公里乘10公里的风电场。例如,2 MW HAWT的转子直径为82米,现代的一般期望35%以上的容量系数。

通过数学运算,在HAWT最大间距和Makani最小间距下,发电量约为1.9倍。从理论上讲,Makani器件将具有更好的容量系数,但是容量系数是1.9倍?他们必须具有67%的容量系数才能产生与2 MW HAWT农场相同的能源。

而且,当然,这忽略了用更多的风力涡轮机在各个方向上再填充一公里的能力。这将使潜在的HAWT发电量达到Makani潜在发电量的2.7倍,要求Makani的容量系数等于95%。这项技术很有趣,但并不比世界上任何形式的一代都要好。

因此,马卡尼在直接利用非耕地以最大化发电量方面面临一些挑战。但是,从理论上讲,它们将比风力涡轮机便宜得多且易于安装,因此,如果成本上升,它们很可能会在绝对没有土地用途的地区经济上可行。

郁金香农场在荷兰。图片由http://lemonopinion.wordpress.com/2012/11/12/potd-like-a-coloring-book/提供

但是,农用小农户作为农田的额外收入来源,发挥着出色的作用,仅占基地,铁轨和相关基础设施用地的不到1%,每公顷的成本收益可观地回报给农民。Makani也许可以在一片茫茫荒野中在完全未使用的土地上进行纯粹的经济竞争,但无法通过公司自己的FAA提交书与农场运营混为一谈。

但是我们还没有完成。

容量因子来自许多方面。最小风量运行。最大风速运行。发电量低于最大值的次佳风。冷热天气。闪电,雷暴和其他极端天气。维护停机时间要求。

关于最小风和最大风,Makani具有系绳张力与桅杆和叶片剪切力相比的优势。某种程度上说,这项技术确实是卓越的,Makani已经发射,降落并飞行了原型以证明其中的一部分。次佳风值得怀疑。Makani的设备仅需要一定量的风才能保持高空运转,而风力涡轮机的叶片则只能在低风中缓慢转动。同样,在接近最大风速时,风力涡轮机会继续发电,但是尚不清楚可行的峰值风量是多少。

但是首先让我们考虑温度范围。

在零温度以下,飞机机翼需要除冰才能起飞。Makani在他们的网站,FAA提交的内容,YouTube视频和访谈中完全没有提及这一点。没有任何理由相信Makani机翼可以起飞,并且在其他飞行装置无法起飞时在上面加冰的情况下安全飞行。而且不只是机翼。电缆也很可能会结冰,从而产生额外的阻力和重量,这将阻止机翼飞行,也可能会妨碍绞盘性能。然后在绞盘和发射架上积雪和冰。结果,Makani的设备很可能根本无法在零下温度下使用。雪,冻雨,雨夹雪和冰雹也可能会严重影响性能。

在类似情况下的HAWT呢?好吧,在大多数情况下,他们只是坐在那里发电。仅在加拿大的安大略省就有1600左右,以其寒冷寒冷的冬天而闻名。在艾伯塔省,甚至更冷;在瑞典和丹麦也以寒冷多雪着称。甚至还有北海的近海,以法国里维埃拉而闻名。正常的HAWT可以在-20摄氏度(-4华氏度)下正常工作,而寒冷的HAWT可以在-30摄氏度(-22华氏度)下运转。它们在雪,雨夹雪,冻雨等环境中工作。在某些情况下,结冰可能会在性能下降之前使性能降低一点,但是极少数情况下,风力涡轮机会被冰挡住。(由于风电场噪音的影响,抛冰不会造成挫折。)

那热呢?在中东,由于夏季的气温使空气密度过低,导致降落的客机(出于安全和飞行条件而过度设计)的机场无法安全降落,因此在夏季的白天,机场无法正常运营。Makani再一次对飞行发电机的最高温度保持沉默。这可能比感冒小,但仍然存在。

至于HAWT,它们在沙漠中的赤道上工作得很好。实际上,沙特阿拉伯正在建造一个风电场和太阳能电池板,以帮助淡化海水。

闪电,雷暴,龙卷风,飓风和其他极端天气怎么办?实用规模的HAWT通常在风过大时才坐在那里。刀片已羽毛化并刹车,仅此而已。在无穷无尽的时间内,某农场发生故障,农场中的一个HAWT蓬勃发展,通常是一个旧的,维护不善的农场。Makani的模型将要求设备在风势越来越大和湍急的风中安全地向下飞行,与通讯座安全对接,然后在不受任何损坏的情况下经受强风的吹拂,因为各个组件相互摇晃。小型轻型飞机通常在暴风雨中被束缚住,它们不在金属柱上的金属支架中,使机翼的整个表面暴露在阵风的侧面。

机载风的支持者至少进行了一项分析,指出由于设备和雷电的特性,在雷暴天气期间,机载风能必须从空气中排除。马卡尼说:

Makani将遵循航空和公用事业行业的标准规范,以进行电涌保护,屏蔽和接地。机翼将符合军用规格MIL-STD 464-A中定义的雷击标准。

这并没有说明机翼在飞行时会达到这些标准,但这可能就是他们的意思。当他们深入到此时,他们的设备可能会在预期有闪电的情况下无法飞行,但在对接时会很安全。时间会证明是短暂的闪电,但Makani装置在雷暴大雨中或在雷暴较小的时候都不会安全飞行。

维护停机时间如何?通常,系统具有的移动钻头越小,需要的维护就越多。环境越恶劣,所需的维护就越多。它越容易受到砂砾,树枝等的影响,就需要进行更多的维护。

Makani的设备在绞盘,桅杆,发射架和机翼本身中有许多小的活动钻头,这些钻头大多暴露在要素和沙砾之下。这种组合很可能会增加维护停机时间。

相比之下,HAWT具有一个大型桅杆,三个大叶片和一堆封闭式机械装置。他们每隔几个月需要进行维护检查,保证制造商的正常运行时间达到95%,并且通常看到98%的可用性(这不是容量因素或它们产生的时间量,而是它们不会停止服务的时间)。

Makani的设备比HAWT更有可能需要更多的维护。另一方面,由于它们较小的尺寸和相对较低的成本-这毕竟是28米的自主碳纤维翼展飞机,所以它并不便宜-可能有几个备用件,这样一个人就可以在进行维护时,将其更换掉对于陆上设备而言将在财务上可行且省时。假设机翼和电缆之间的重量为1300千克(2900磅);绞车,桅杆和通讯座可能在同一范围内;而且翼展为28米(92英尺),这也不是一件小事,但与HAWT上的等效操作相比,至少可以考虑一下。

但是,在维护方面,工人的安全委员会和保险公司将如何考虑将车辆驶入Makani设备农场的维护人员,那里的隐形碳纤维电气化电缆可能以130-140 km / h的速度在接近地面的地方扫动?还是有八个支柱的故障碳纤维1050公斤机翼可能掉出天空?至少有几年,很可能再次需要在服务器场至少部分关闭的同时执行所有维护。想象一下,要对HAWT进行维护检查,需要关闭整个风电场的三分之一。

最后,介绍一下野生动物。虽然Makani装置比野生动植物的化石燃料发电要好,但事实是,对于陆上模型而言,它们需要一条细而看不见的电缆才能从地面飞到350米(1000英尺),而陆上模型需要650米(2000英尺)。离岸产品。该电缆将以大约130-140 kph的速度通过机翼在机翼附近飞行,并在靠近地面时减速。与任何用于鸟类的风力涡轮机叶片相比,这可能更难以感知和避免。最好的证据是,包括海鸟和猛禽在内的许多鸟类只是简单地适应了风电场而避开了它们,因为它们在突出岛屿和树木时会感知到高度可见的桅杆和叶片。没有证据表明这是Makani相对较小的桅杆,长系绳和飞翔的翅膀所致。系绳将比风力涡轮机叶片覆盖更大得多的空域。很难不认为禽类死亡率较高是可能的结果,从而给安全选址带来了挑战。

因此,关于陆上设备的知识就足够了。与人为基础设施和房屋的距离,其限制要比HAWTs严格得多。它不能像HAWT一样散布在农田中。它可能无法在类似冬天的任何情况下使用。在某些国家/地区,夏季可能无法使用它。在可预见的将来,将需要更多的维护工作,并且可能会导致更广泛的发电中断。它不会比同等的HAWT场产生更多的电力,也不要介意一个严肃的现代化HAWT场。他们每兆瓦时可能杀死更多的鸟。而且,如果他们无法说服FAA,一条看不见的碳纤维电气化电缆穿过空中,就像固定的无线电天线拉线一样,那根本行不通。Makani农场在整个生命周期成本上仍可能更便宜地发电,但是它有很多缺点,因此不太可能实现。

在这些限制下,很难在全球范围内看到更多的马卡尼陆上农场。公平地说,马卡尼(Makani)与大多数机载风力发电组织一致认为,海上设备才是真正的目标。并不是说他们没有意识到上面列出的许多挑战。

海上Makani设备怎么样?

好吧,很多相同的问题也适用于黑桃。

首先,让我们考虑一下30毫米乘30公里的风力发电场与5兆瓦设备的对比。再次由于间隔要求,HAWT在同一区域的容量将增加约42%,因此容量因子的提高必须使Makani的设备在这种粗略且不是特别有用的规模上等效。由于现代海上HAWT通常在40%–50%的容量系数范围内运行,因此Makani的设备必须在60-70%的范围内运行才能等效。与较小的陆上设备相比,这是一个更可行的差距,但仍不太可能实现。

分析中显而易见的一点是,随着规模的扩大,比较对Makani变得更加有利(除非存在其他挑战)。如果在技术上完全可行的话,10兆瓦Makani海上装置可能是最佳选择。

但是,即使是5兆瓦的装置,其可行性也值得怀疑。

在近海风中发射和降落9900公斤,65米翼展装置比在平静的陆风中降落其当前的60公斤,八米翼展装置困难得多。询问鱼鹰运营商将大型飞机从前向飞行过渡到悬停是多么容易和安全。然后将65米的翼展装置放入可能在海面30米处的支架中,而不会使其撞入支架并在支架也可能会移动时弄碎东西是不平凡的。

还有沟渠的微妙问题。当Makani装置碰到水时(偶尔会碰到水),它们会迅速下沉。这并不是因为机翼特别重或致密,而是因为3,660千克的碳纤维和铝缆线将坠入深处并将机翼拖向下方。不能在电缆上添加浮选。可能需要在机翼上增加浮动,但这将是复杂性,成本和维护挑战的又一层,并且可能会降低性能。在系绳的机翼附件上增加一个分离选项是可行的,但这是另一个失败点,尤其是在预计的载荷下。

在海上条件下的维护问题将成倍增加,海浪超过10米,盐雾腐蚀和结垢,并且难以进入。离岸结冰是一个大问题;北海风力涡轮机的运行情况还不错,但相比之下它们却是大型,简单的机器。系绳长度为1060米(3500英尺),每根系绳末端为65米翼展,9,900千克机翼,其中8支以130-140 kpm的速度飞行。除了关闭风力发电厂的大部分以外,没有任何条件可以像任何海上HAWT一样让任何人飞来维护这些设备。在任何情况下,任何船舶的驾驶员或船舶保险人都认为在有一个或多个设备发生故障的Makani农场内驾驶船只是合理的吗?与陆上农场一样,维护检查和工作完全有可能需要在整个期间内将农场的大部分部分全部关闭。最后,更换65米(213英尺)的机翼进行海上维修是一项不平凡的练习,它本身就需要大型且专业的手工艺品。从技术上讲,这等效于替换风力涡轮机上的叶片。

Makani距离这些设备的海上风电场运行要比同等的HAWT电厂便宜,还有很长的路要走。

而且,他们仍然必须征得航空当局的同意,可接受以130-140公里/小时的速度行驶的,看不见的碳纤维电气化长绳,否则整个解决方案将根本无法使用。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。