海上大國重器,有40層樓那么高,西方直呼:簡直是中國的印鈔機(jī)

隨著中國新能源產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,中國又一海上運(yùn)鈔機(jī)曝光,每一座都有40層樓那么高,隨便轉(zhuǎn)一下就是4億人民幣價值的能源產(chǎn)出,堪稱海上大國重器,看到這一設(shè)施后,西方直呼:這簡直是中國的印鈔機(jī),而這些設(shè)備對中國的作用遠(yuǎn)不止創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益那么簡單。

圖為海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)
雖然西方國家將風(fēng)力發(fā)電斥為“垃圾電”,但中國因為特殊的國情,依舊在不斷發(fā)展風(fēng)力發(fā)電,在海上大量建設(shè)風(fēng)力發(fā)電廠,利用這些新能源來發(fā)出清潔電能,這些最終催生出了SL5000風(fēng)力發(fā)電機(jī)這種海上大國重器,這些發(fā)電機(jī)僅風(fēng)輪的高度就超過40層樓,是當(dāng)之無愧的海上巨無霸,在天氣良好的情況下隔著幾十公里都能很輕松的看見這些風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
SL5000是世界范圍內(nèi)發(fā)電量最大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)之一,其名稱當(dāng)中的SL其實是生產(chǎn)商sinovel的縮寫,而5000指的是該機(jī)型的單機(jī)容量達(dá)到5000kw,根據(jù)專家計算,這樣的一臺發(fā)電機(jī)組一整個壽命周期發(fā)出的電能價值4億元人民幣,能支持中國最繁華城市之一上海市一整天的用電需求,從原理上來說,風(fēng)力發(fā)電并不復(fù)雜:通過特殊機(jī)械機(jī)構(gòu)調(diào)整扇葉的迎風(fēng)角度,當(dāng)風(fēng)速達(dá)到每秒三公尺之后,扇葉就會開始轉(zhuǎn)動,雖然從表面上看扇葉的轉(zhuǎn)動速度并不快,甚至可以說遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上哪怕最小的電扇,但由于扇葉的直徑非常巨大,因此轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的扭矩并不小,而在發(fā)電機(jī)組內(nèi)部的加速器則能夠通過其機(jī)械結(jié)構(gòu)將與扇葉相連的發(fā)電機(jī)組大幅提升,最大可達(dá)每分鐘1500轉(zhuǎn)以上,產(chǎn)生源源不斷的澎湃電力。

圖為風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片
一臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要部件可以分為葉片、主機(jī)箱和塔架,其中的較為主要的難點集中在葉片和主機(jī)箱上,其葉片單片長度就達(dá)到62米,這樣的葉片在風(fēng)力吹拂下需要保持非常高的強(qiáng)度,才不會被風(fēng)折斷,但同時風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的特性又要求葉片必須足夠輕才能達(dá)到所需的轉(zhuǎn)速,最終專家選擇了環(huán)氧樹脂這種化學(xué)性質(zhì)足夠穩(wěn)定,質(zhì)量足夠輕盈的材質(zhì)作為扇葉原材料,而為了進(jìn)一步改善其相對脆弱的特性,設(shè)計團(tuán)隊在扇葉當(dāng)中加入了編織物,形成了一種類似于玻璃鋼的復(fù)合材料,為了進(jìn)一步保障安全,葉片還會被貼上應(yīng)力傳感器進(jìn)行長達(dá)四個月的振動測試來保障其可靠性。
而解決了扇葉的問題,接下來需要解決的就是扇葉和機(jī)組連接處的軸承,這不是一件容易的事情,一方面風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中一直在不間斷地旋轉(zhuǎn),軸承的工作環(huán)境相對惡劣,任何一點公差都會導(dǎo)致軸承的磨損倍增,使其壽命大幅度縮短,不得不進(jìn)行軸承的更換,而如果進(jìn)行軸承的更換,那么風(fēng)力發(fā)電機(jī)雖然還能運(yùn)行,卻會因此產(chǎn)生的費(fèi)用而無法盈利,而這種發(fā)電機(jī)組的軸承全球只有三個廠家能夠制造,并且在制造中需要將精度控制在5微米,當(dāng)軸承的制造完成后,主機(jī)架和塔架的生產(chǎn)同樣不能松懈,因為巨大的扇葉在風(fēng)力吹動下會產(chǎn)生巨大的扭矩,如果機(jī)架無法承受,還沒開始發(fā)電機(jī)組就會突然崩塌,因此設(shè)計團(tuán)隊對此進(jìn)行了妥善的質(zhì)檢,任何一處焊縫都需要利用超聲波設(shè)備進(jìn)行探傷,保證其具備足夠強(qiáng)度支撐發(fā)電機(jī)組。

圖為海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)
當(dāng)生產(chǎn)步驟完成后,設(shè)計團(tuán)隊還要面對最后的挑戰(zhàn):發(fā)電機(jī)組的安裝,在陸地上進(jìn)行體型巨大的發(fā)電機(jī)組的安裝就已經(jīng)困難重重,更何況在茫茫大海之上,為了在表層淤泥厚達(dá)20米,潮汐流速超3米每秒的東海進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝,上??碧皆O(shè)計院開發(fā)出了淤泥沉積型多樁沉臺,直接將8根八十米的鋼管向下直接打到海床上,然后在這八根穩(wěn)固的管道上進(jìn)行沉臺的安裝,形成了一個能夠承受風(fēng)力發(fā)電機(jī)組巨大重量以及其震動的巨大平臺,最后用中國最大海上雙臂起吊船“風(fēng)范”號和履帶式吊車進(jìn)行合作,一層層將塔架,機(jī)箱和扇葉安裝到位,經(jīng)過電路的鏈接和調(diào)試后,這臺世界最大發(fā)電機(jī)組就準(zhǔn)備好并網(wǎng)發(fā)電了。