弗吉尼亞大學(xué)和桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的一組研究人員正在開發(fā)一個(gè)超長(zhǎng)的風(fēng)力機(jī)葉片，可用于建造50兆瓦的渦輪機(jī)。
　　受到狂風(fēng)中搖擺的棕櫚樹的啟發(fā)，弗吉尼亞大學(xué)和桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的一組研究人員正在開發(fā)一個(gè)超長(zhǎng)的風(fēng)力機(jī)葉片，可用于建造50兆瓦的渦輪機(jī)。現(xiàn)今的功率通常只有2兆瓦。葉片將長(zhǎng)200米，是目前最長(zhǎng)的商用葉片的2.5倍。葉片的設(shè)計(jì)獲得了 美國(guó)能源遠(yuǎn)景規(guī)劃(U.S. Department of Energy’s ARPA-E )項(xiàng)目的資助。
　　近年來(lái)，由于經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)，風(fēng)電行業(yè)所使用的葉片變得越來(lái)越長(zhǎng)：轉(zhuǎn)子(渦輪葉片掃過(guò)的圓形區(qū)域)直徑越大，則單個(gè)風(fēng)塔產(chǎn)生的電能越多。如果這樣的葉片能夠生產(chǎn)，同時(shí)塔能以一種經(jīng)濟(jì)的方式搭建，電力成本將下降很多。 　　即使在開闊的北美大平原，通過(guò)陸上運(yùn)輸巨大的渦輪葉片也是比較困難的
　　超級(jí)葉片是基于弗吉尼亞大學(xué)機(jī)械和航空航天工程學(xué)教授埃里克·洛思(Eric Loth)的理念設(shè)計(jì)的。整個(gè)葉片將由一系列分段式葉片連接，各個(gè)連接葉片能根據(jù)風(fēng)的強(qiáng)度進(jìn)行折疊。葉片安裝在塔的背風(fēng)處(相對(duì)于迎風(fēng)位的傳統(tǒng)葉片)，在極端風(fēng)力條件下，葉片將如猛禽的爪子一樣牢牢地扭抱在一起，以減少渦輪受力。在最佳風(fēng)力條件下，他們將完全展開，特別適合于颶風(fēng)多發(fā)地區(qū)。即使在風(fēng)力較弱的地區(qū)，這種葉片也能使發(fā)電變得經(jīng)濟(jì)。
　　桑迪亞海上風(fēng)電項(xiàng)目的技術(shù)主管托德·格里菲斯 (Todd Griffith)表示“我們計(jì)劃要做的事情遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了目前的設(shè)計(jì)，有非常高的風(fēng)險(xiǎn)”。
　　目 前現(xiàn)有的葉片最長(zhǎng)為80米，并且只有一段葉片。由于物流和運(yùn)輸原因，葉片長(zhǎng)度受到限制：很難用卡車運(yùn)輸幾十米長(zhǎng)、直徑數(shù)米的東西。最近，丹麥的維斯塔斯公 司(Vestas)開始在美國(guó)出售62米長(zhǎng)的葉片。第一個(gè)客戶是杜克能源(Duke Energy)。該公司計(jì)劃今年晚些時(shí)候用這些大型葉片在俄克拉荷馬州建設(shè)一個(gè)新的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。葉片將沿德克薩斯州的墨西哥灣岸區(qū)運(yùn)送到碼頭，然后由鐵路 運(yùn)到俄克拉荷馬，最后用卡車運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)。那種葉片設(shè)施僅適合在美國(guó)位置較為開闊的地區(qū)安裝使用。
　　運(yùn)輸更容易、并可現(xiàn)場(chǎng)安裝的分段式葉片不是最近才發(fā)明的。歐洲制造商包括歌美颯 (Gamesa)和愛納康 (Enercon)公司現(xiàn)在也提供這種葉片，但目前還沒(méi)有廣泛推廣。杜克可再生能源部工程與建筑副總裁布魯斯·皮科克(Bruce Peacock)說(shuō)，“由于風(fēng)機(jī)葉片的長(zhǎng)度和剛性，且要承受很大的壓力，風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的建造者們擔(dān)心任何會(huì)影響其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素。”
　　來(lái)自桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Sandia National Laboratory)的托德·格里菲斯舉著一個(gè)正在研發(fā)的渦輪葉片比例模型
　　即使葉片抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，架設(shè)超過(guò)120米高的風(fēng)塔本身也是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)闆](méi)有那么高的起重機(jī)。制造商，如特雷克斯(Terex)和馬尼托瓦克(Manitowoc )公司正在開發(fā)針對(duì)極高風(fēng)塔的專用起重機(jī)。但目前不清楚他們是否足夠高，可建造一個(gè)轉(zhuǎn)子長(zhǎng)400米的塔。
　　不過(guò)新的方案還在不斷涌現(xiàn)。總部位于北科羅拉多州的Keystone Tower Systems已開發(fā)了一個(gè)可以現(xiàn)場(chǎng)將鋼板塑形成包裹式螺旋設(shè)計(jì)的移動(dòng)工廠，解決了用卡車運(yùn)送巨塔的問(wèn)題。人們也設(shè)計(jì)了所謂的“爬升式起重機(jī)”，當(dāng)塔升高時(shí)，它會(huì)順著塔上爬。
　　新 技術(shù)的發(fā)展意味著研發(fā)超大風(fēng)力渦輪機(jī)的激情不會(huì)熄滅。將來(lái)，像倫敦陣列(London Array)那樣的巨大近海風(fēng)電場(chǎng)可能會(huì)越來(lái)越普遍，并且陸上葉片尺寸和塔高將不再像在海上那樣受限。對(duì)于Scandia設(shè)計(jì)方案來(lái)說(shuō)，要將設(shè)計(jì)產(chǎn)品推向 市場(chǎng)需要十年或更長(zhǎng)時(shí)間，如果它最終做到了，那么圍繞可擴(kuò)展葉片這個(gè)主題，未來(lái)會(huì)有更多設(shè)計(jì)概念。