不同緯度的地球表面在太陽光的照射下會產(chǎn)生溫度差異,于是有了氣壓的高低;當空氣從高壓地區(qū)向低壓地區(qū)移動時,風就形成了。
在古代,航海家在風力的引導下探索世界;在農(nóng)業(yè)社會,人們利用風力帶動風車碾磨谷物;在當今,全世界越來越多的地方開始依靠風力發(fā)電供能。
過去十年中,全球風力發(fā)電裝機量年增長率超過25%。有人曾經(jīng)估計過,地球上可以用來發(fā)電的風力資源約100億千瓦,相當于目前全世界每年燃燒煤所獲得能量的3倍。
昨天,錢報記者走進我國可再生能源領(lǐng)域的第一批國家重點實驗室,也是浙江省第一個依托企業(yè)建設的國家重點實驗室——浙江運達風電股份有限公司杭州制造中心,為您講述風力發(fā)電的發(fā)展和背后風電人的故事。
風電機組的故事——
一年產(chǎn)生的電量夠370萬普通家庭使用
運達風力發(fā)電系統(tǒng)國家重點實驗室,2010年12月由科技部批準建立。實驗室的現(xiàn)場就位于錢塘江口的平湖獨山港海邊。運達風電在全國有100多個風場,平湖獨山港風電場是其中的一個。
在實驗室的遠程監(jiān)控室里,運達風電副總、實驗室主任葉杭冶請工程師為記者展示了一個畫面,那是正在海邊工作的一臺風電機組:“運達5MW(兆瓦)海上風電機組”。
從監(jiān)控鏡頭里看,它就像一個沒有罩子的電扇,三片葉片悠閑地轉(zhuǎn)。整個機組的高度超過170米,總重1000噸,葉輪直徑長約140米,“頭頂藍天白云,俯瞰畦田海浪”。
不過它們的使命,就沒有這么愜意了。
葉杭冶說,別看巨大的葉片貌似轉(zhuǎn)得不快,其實葉尖轉(zhuǎn)速達到了87.3米/秒。這個速度換算過來是314公里/小時,相當于轎車在高速公路上車速的3倍。風力發(fā)電機組能夠在12~25米/秒的風速下全功率發(fā)電,還能承受70米/秒的臺風。作為對照,今年夏天的第1號臺風尼伯特在陸地曾經(jīng)達到過超強臺風風力級別,它當時的中心最大風速也不過是50米/秒。
風電機組系統(tǒng)是一個AI(人工智能),它能夠?qū)崿F(xiàn)自我學習——經(jīng)過一段時間運行后,風電機組控制系統(tǒng)會自主尋找最佳運行方式。
比如,當風向改變時,機組經(jīng)過一段時間的確認后就會自動偏航到最佳位置;當風力增大到葉片無法承受時,葉輪將自動扭轉(zhuǎn)葉片,調(diào)成順風姿勢;如果面臨會危及系統(tǒng)的強烈風場,它甚至會“壯士斷腕”——自行折斷葉片,避免整個機組受損。
目前,按年可利用小時數(shù)2000小時計算,這個大家伙全年發(fā)電量達到1000萬度,足夠6000戶普通家庭的年耗電量。
在運達風電的官網(wǎng)首頁上,有兩個數(shù)字時刻在跳動增長,它們顯示了運達風電在全國各地的幾千臺風電機組共同創(chuàng)造的成果。
第一個數(shù)字,是運達風電在全國所有的發(fā)電機組至今的總發(fā)電量。截至北京時間2016年8月3日19:00,累計清潔能源發(fā)電16008573480 kwh(千瓦時),160多億度電。
葉杭冶給我解讀了這個數(shù)據(jù):“按照運達風電目前在全國的累計裝機容量400萬千瓦時算,年發(fā)電量達到88億度。以平均家庭每月200度用電量,足夠370萬普通家庭使用?!?br/>
第二個數(shù)字,是累計減排二氧化碳量。截至北京時間2016年8月3日16:31,這個數(shù)字是:14857695.28噸。
“如果通過火力發(fā)電,也就是煤炭發(fā)電的方式,產(chǎn)生1度電需要燃燒400克(0.0004噸)標準煤?!比~杭冶說,通常1噸標煤估計排放二氧化碳為2.66~2.72噸。
也就是說,運達風電每年可以節(jié)約標準煤352萬噸,減排二氧化碳877萬噸,這相當于35.8萬畝林地的年二氧化碳吸收量。
風電人的故事——
工作在海邊大漠背后的故事遠沒那么簡單
當然,機器表現(xiàn)得如此出色,背后需要科學家、工程師的精心設計和維護。
采訪當天中午,葉杭冶陪我和攝影記者一起在公司食堂吃飯。我一看,全食堂黑壓壓一片——幾乎全是年輕的男員工,皮膚黝黑。
“看起來風電都在好山好水的地方工作,其實條件非常艱苦。機組維護不分春夏秋冬;戶外工作經(jīng)常遇到惡劣天氣?!比~杭冶說。
“你看我現(xiàn)在不算很黑了,我已經(jīng)有近10年沒有下去做運維(運行維護)支持了?!比~杭冶說,他年輕的時候,除了要設計風電機組,還要維護機組,有關(guān)機組的任何問題都要處理?!澳菚r候經(jīng)常去海島上做維護,一待就是幾個月?!?br/>
冬天,若是有機會站在運達在北方的風電機組所處的高高山崗上,放眼望去真是享受:白雪皚皚,無邊美景盡收眼底?!翱墒前?,這些雪景只可用來欣賞,如果在其中工作,尤其是維護風機,可沒絲毫詩情畫意。”工程運維中心的年輕工程師逯明就有過這樣無心賞景的經(jīng)歷。
機組出了故障。積雪太深,車輛無法開進現(xiàn)場,工程師們只好攜帶工具及備件,頂風冒雪徒步走向幾公里開外的故障機位。鞋子中灌滿了雪,冰冷刺骨,累了就在雪中躺一下,襪子、褲子濕了都沒有感覺。
風力發(fā)電系統(tǒng)國家重點實驗室和運維團隊里大多數(shù)年輕的科學家、工程師都是單身漢,找對象成問題。
這里也要替科學家、工程師們打個廣告:好多理工科男士都是上得了山,進得了大漠,修得來設備,還寫得了一手好文章的,實驗室里還有不少詩人??磶灼髌贰?br/>
《宿茶山》
月光山中幽幽亮,晚風吹來愁海浪?;ㄏ嘛L流花無常,伊人處處楚留香。
《你若盛開,清風自來》
你若盛開,清風自來。你的笑容早已刻下了花香的味道。驚艷了寂寥的城,驚醒了沉睡的夢。春天便也從此有了你的記憶。
……
我想,寫得出這樣詩句的男人,是有情懷的,也歡迎女士們扎堆的單位聯(lián)誼。