隨著風機容量不斷提高，GE全球研發(fā)中心近日宣布啟動美國能源部300萬美元資助的兩年期工程的第一期，開發(fā)新一代10到15兆瓦級大容量風力發(fā)電機。該項目是GE眾多風能研究項目之一，旨在以最經濟可行的方法利用風能。

     “風能行業(yè)日趨尋求更高兆瓦級設備，以最大化利用全球的清潔風能，因此需要新技術以支持更高容量的風機，”GE全球研發(fā)中心風能技術負責人Keith Longtin說：“最大的挑戰(zhàn)在于交付規(guī)模適當、經濟可行的解決方案。應用我們磁共振成像系統(tǒng)超導磁體30多年的行業(yè)經驗，我們正在開發(fā)創(chuàng)新型的發(fā)電機技術，可以產生更多電力，同時降低風電成本。”

     “對于磁共振成像系統(tǒng)來說，我們正運用超導磁體制造更低成本的系統(tǒng)，同時具有更好的成像質量，”Longtin說：“對于風機來說，我們試圖運用這項技術生產更多低成本的風電。盡管應用領域不同，但基本的技術原理相同?！?/span>

    發(fā)電機是風機的重要組成部分，可以將葉片產生的機械能轉化成可利用的電能。發(fā)電機的效率將直接影響到究竟有多少風能可以轉化為電能。

    如今，大部分風機使用配備變速箱的傳統(tǒng)發(fā)電機。變速箱用于提升風機主軸的運行速度，從而減少發(fā)電機的轉矩。盡管如今風機效率很高，但隨著風機容量越來越大，因此需要額外的重量和維護成本，從而導致更高的成本。

     Longtin說，超導技術的創(chuàng)新運用將會大幅改善發(fā)電機，并使得淘汰變速箱變得更加經濟可行。關鍵在于減少了發(fā)電機的大小和重量，同時降低了速度，且增加了轉矩。由于超導線圈產生強磁場，因而減少了發(fā)電機中鐵的使用，采用超導技術可以減輕發(fā)電機重量。

    GE的超導發(fā)電機設計將運用一個新型架構，以及業(yè)經證明的低溫冷卻技術，導致整套發(fā)電機可靠性的提升。相比于其他具有競爭力的技術，GE正在開發(fā)的超導發(fā)電機旨在擁有兩倍的轉矩密度，并將降低對稀土的依賴（稀土是風電行業(yè)永磁電機使用的材料）。發(fā)電機的功率水平越高，加之更高的能源轉換效率，將導致更加有利的規(guī)模經濟（如給定的風電場發(fā)電量，需要更少的風塔），從而有助于降低風電成本。

    除了下一代風力發(fā)電機項目以外，GE科學家還將致力于研發(fā)其他關鍵技術。這主要包括：

· 融入更輕、更先進的復合材料，使更長的風機葉片成為可能，從而在不提高重量以及成本的情況下，捕獲更多的風能；

· 交付更先進的控制、傳感和有條件監(jiān)控的算法，大幅降低運營成本；

· 開發(fā)一系列并網技術，使大量風能無縫并入電網。這些技術將確保風機符合并網規(guī)定，并提供新型的電網友好型特征，幫助電力公司更可靠地管理更大規(guī)模的電力負荷。

該項目分兩期。第一期工程聚焦開發(fā)概念性設計和評估與此相關的經濟、環(huán)境和商業(yè)因素。第二期工程將探索潛在的技術產業(yè)化。在這個項目上，美國橡樹嶺國家實驗室（ORNL）將成為GE重要的合作伙伴，幫助GE調查和降低與此項目相關的高風險技術挑戰(zhàn)。

    權威數(shù)據(jù)顯示，截至2010年底，中國全年風力發(fā)電新增裝機達1600萬千瓦，累計裝機容量達到4182.7萬千瓦，首次超過美國，躍居世界第一。GE的技術將有助于中國更好地利用風能。

    GE是全球風能領域的市場領導者。以1.5兆瓦風機為例，全球總共已安裝了15000臺GE的1.5兆瓦風機，每年產生的清潔能源可以替代2500萬噸燃煤，相當于減少了超過7200萬噸二氧化碳排放。