美国FloDesign Wind Turbine研发新的风力涡轮机 成本仅为常规涡轮机的一半

  据美国当地新闻媒体报道，总部在马萨诸塞州威尔布拉汉的航空航天公司FloDesign所成立的新创公司FloDesign Wind Turbine已经研发了一种风力涡轮机，其发电时的成本仅为常规涡轮机的一半。

  该公司借鉴喷气发动机技术的设计克服了存在于传统风力涡轮机的一个基本缺陷。通常情况下，当风通过涡轮机，几乎有一半的空气被迫停留在叶片周围，而不是通过它们，这些风中的能量就丢失了。传统的风力涡轮机最多只能利用59.3%的风能，这个值被称为贝兹极限(Betz limit)。

  FloDesign公司在其风力涡轮机的叶片周围罩上遮蔽物，引导空气通过叶片并使其加速，这增加了电力产量。该项新的设计产生的电力与传统的风力涡轮机相当，但叶片的直径仅为后者的一半。较小的叶片尺寸和其他因素使得新涡轮机可以比传统的涡轮机聚集地更紧密，增加了每英亩土地的产电量。

  遮蔽风力涡轮机叶片的主意并不是新的。但是FloDesign公司的首席执行官斯坦利•科瓦尔斯基(Stanley Kowalski)说，早期的设计都太大以至于无法付诸实践，或者性能不好，部分原因是因为叶片必须排列地非常紧密来对准风向——在30或40之间。新的叶片更小，在工作时偏离风向的角度能达到150～200。

  从前面看，风力涡轮机就像喷气发动机的进气口。当空气进入时，首先会遇到一套固定的叶片，被称为定子，它能把空气引导进一套可转动的叶片——转子。空气推动转子并出现在另一边，此时空气流动的速度比在涡轮机外流动的速度更慢。遮蔽物做成合适的形状，以便其引导在外面相对流动较快的空气进入转子后面的区域。快速流动的空气加速缓慢移动的空气，使涡轮机叶片后的区域变成低气压，以吸纳更多的空气通过它们。

  麻省理工学院机械工程学的科学家表示，这样的设计可能会增加一倍或两倍的涡轮机功率输出，这是可信的。增长功率中的一部分只不过来自于用遮蔽物引导空气进入涡轮机。但是斯科拉夫奥诺斯指出，这也有助于利用涡轮机周围的风来加速空气流动，因为风力涡轮机产生的电力与风力速度的三次方成正比。核心问题是，新的涡轮机是不是能够维持足够低的成本来建造。

  FloDesign公司已经建造了风道测试的小型样机。下一步是要建造一个直径为12英尺(约3.66米)、10千瓦的系统用于现场测试。紧接着是商业化的风力涡轮机。最终公司计划制造能达到1兆瓦的大型涡轮机。

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