近日，美國伍斯特理工學(xué)院的一隊研究人員在美國國家科學(xué)基金會30萬美元資助下，歷時3年研究將大型風力發(fā)電機置于深海平臺，目前該項目已進入測試階段。據(jù)了解，此項研究將復(fù)雜的計算機模擬與物理模擬方法相結(jié)合。有專家預(yù)計，該研究或許能夠為環(huán)境友好型能源發(fā)展指出一條明路，同時也有可能使風力發(fā)電滿足美國諸多沿海州的大部分電力需求。
  據(jù)悉，此項目由美國伍斯特理工學(xué)院機械工程系主任特里格瓦松教授及副教授大衛(wèi)·奧林杰博士聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)。奧林杰博士指出：“風力發(fā)電未來在滿足美國能源需求上將扮演很重要的角色，因此研究中有兩點必須考慮：首先，能源應(yīng)該在鄰近需要的地方生產(chǎn)；另外，對于風力發(fā)電來說，還應(yīng)該在風力較為穩(wěn)定的地方進行。美國東西海岸的沿線城市都需要大量電力，可以充分利用來自海上的風力。”
  奧林杰的研究主要是評估海上浮式風力發(fā)電場的可行性。該項目計劃打造一座由100臺浮式風力發(fā)電機組成的風電場，每臺風機的發(fā)電能力為5兆瓦（比普通陸上風機發(fā)電能力多60%），所發(fā)電量能夠滿足50萬個家庭的需求。
  奧林杰指出，盡管海上風電場的發(fā)電能力巨大，但是在深海區(qū)域，將重達1500萬磅的風機樹立在高達300英尺的浮塔上是十分困難的。“在深水風機開發(fā)并成功應(yīng)用前，應(yīng)先考慮一系列問題，這樣才能設(shè)計出合適的風機，”奧林杰說，“比如，應(yīng)該如何將風機運抵安裝地？什么樣的平臺和浮標設(shè)計組合，加上系泊解決方案能夠最好地抗拒大風暴和大浪的沖擊？各個海洋區(qū)域間的環(huán)境條件有怎樣的不同？等等類似問題。”
  為解決上述及其它一些存在的問題，奧林杰和他的團隊將計算機模擬與物理模擬相結(jié)合，“雖然計算機模擬在控制中度海浪與風力的力度方面表現(xiàn)良好，但是風暴條件下造成的非線性反應(yīng)仍需要物理模擬來處理”。為此，伍斯特理工學(xué)院的研究團隊借用了美國歷史最為悠久的水力學(xué)實驗室，用于模擬深水區(qū)域的環(huán)境，以測試相關(guān)設(shè)備。奧林杰說：“該實驗室可以協(xié)助我們確定一些意想不到的條件，以及確定開發(fā)早期需要進行修改的設(shè)計。為我們的研究節(jié)約了大量成本。”
  奧林杰希望，當全部項目完成時，他們能夠擁有一個完整的計算機模擬系統(tǒng)，用以檢測更多設(shè)計類型和潛在的環(huán)境條件。
  據(jù)了解，歐洲目前擁有超過5000臺風力發(fā)電機，總裝機容量超過6500萬千瓦。這其中許多都是海上風力發(fā)電機，并且一直以來都在不斷建設(shè)新的海上風電場。而全球首個深水浮式風機目前也在挪威海上進行測試。然而，據(jù)美國能源部透露，盡管美國擁有超過1.2萬英里的海岸線，但是在風力發(fā)電上卻遠落后于歐洲。剛剛獲批準的海角風電項目（Cape Wind Project）將在科德角附近的海上淺水區(qū)域安裝170臺風機，這將是美國第一個海上風力發(fā)電場。但是它的發(fā)展卻一直停滯不前，主要因為擔心樹立的風機會破壞海角海岸的自然美景。
  對此，奧林杰表示，浮式風力發(fā)電機通常安裝在遠離陸地的地方，這種方式能夠很好地解決環(huán)境、景觀與風機安放間的矛盾。奧林杰還驕傲地表示：“我們的工作是基礎(chǔ)性的。美國計劃到2030年讓20%的電力來自風能，如果深水風電能夠在完成該計劃中發(fā)揮重要作用，那么我們目前的研究將是意義非凡的。”