12月14日,華能首臺千瓦級極低溫型垂直軸風電機組在南極中山站順利發電。此次華能共在南極投入兩臺風機,中國第40次南極科考將對機組開展極地環境測試。
據悉,在中國極地研究中心指導下,華能清能院與太原理工大學、清華大學等單位組成產學研用聯合攻關團隊,共同開展極地環境下的“風-光-氫-儲-荷”清潔能源微網研發。
此次在南極投入使用的兩臺垂直軸機組樣機,是“華能方案”在南極科考站實現極地零碳能源利用的一次實地應用。該樣機針對傳統小型風電機組在南極地區極寒、大風氣候條件下出力不足、可靠性低以及卡轉等問題,自主研發了高效專屬翼型和高可靠機組構型。同時,項目團隊還瞄準冰雪地質條件下施工難度大、成本高和固定難的問題,研制了適用于冰雪地質條件的一體預制式基礎,使得風電機組在覆雪冰面上“站得穩、立得牢”。
據了解,本次南極科考任務,將測試華能兩臺機組在極低溫、極強風、強紫外線等嚴酷自然條件,以及極晝/夜等特殊環境下的可靠性和適用性;同時,也將為深入開展南極清潔能源利用提供現場實證支撐,為國際南極科考樹立清潔能源利用的“中國方案”。根據測試情況,后續將持續推進南極清潔能源大規模利用,助力南極科考早日實現“零碳”目標。
此前報道,截至2023年10月24日,由國家能源集團聯合動力自主研制的10千瓦極地小型風力發電機組在南極中山站安全運行已超613天,為南極科考站提供了經得起現場運行考驗的風力發電設備。
該機組是國家能源集團聯合動力與中國極地研究中心、國家海洋技術中心等單位合作,參與的國家重點研發計劃“獨立運行的微型可再生能源關鍵技術研究”項目成果。公司基于自身技術實力和經驗積累,為應對極寒、極強風、低壓低氧、強紫外線等嚴酷自然條件以及極晝/夜等特殊環境,通過對葉片、機艙、塔架等機械部件材料以及電氣系統的優化設計,開展零下55攝氏度極端低溫測試驗證,研制了此款耐超低溫小型風力發電機組,并通過被動側尾偏航調速、失速控制、電磁和機械制動等方式,保證了機組的安全可靠運行;針對機組本身的自耗電、安裝工程階段的能耗、基礎及安裝形式等難點,創新安裝方式,反復優化設計,為科考站量身打造了一套安全、穩定、便于維護的風電解決方案;服務“綠色考察”發展需求,預制重力式基礎應用,降低極地現場施工難度和柴油發電排放,最大程度保護了南極地表結構,是環境友好型風電發展的又一突破。
項目還配套搭建了風光儲多能互補的極區綠色供能系統,助力南極清潔能源利用技術發展。據測算,此款10千瓦極地小型風電機組年發電量達7萬千瓦時,替代傳統柴油發電用油量約7噸。