德國勃興海上風力發(fā)電

朱國強

2002年8月6日，在德國下薩克森州的遼闊草原上，在98米長的一段距離內(nèi)，拔地挺立、直插長空的14臺風力渦輪機的三翼風輪剎那間一起高速旋轉，遠遠看去，新奇壯觀。不僅于此，在德國，從阿爾卑斯山到北海海上的高空中，已有12800架風輪在旋轉，構成了一道道景觀。這使“風車王國”荷蘭黯然失色。當然，更重要的意義在于，下薩克森州風力渦輪機的成功運轉表明，德國風力發(fā)電史上的又一座里程碑聳起了。至此，德國的風力發(fā)電裝機功率已達10000兆瓦，占世界風力發(fā)電量的37％，使美國、西班牙等國的工程科學家們望塵莫及。據(jù)預測，到2010年，德國的風力發(fā)電裝機功率將超過22500兆瓦，占全國供電量的12．5％。

德國的風力發(fā)電技術在世界上處于領先地位，而在德國處于領先地位的是位于奧利希市的Enercon公司。2002年9月，Enercon公司在德國馬格德堡附近架設E112型風力發(fā)電裝置，其裝機功率為4．5兆瓦。這是世界上最大的風力發(fā)電裝置，特別適用于海上。裝置的風輪上有3個葉片，系用玻璃纖維增強塑料制成。每一葉片長52米，寬6米，重20噸。風輪的轉子與機艙的傳動軸相連接。風輪與機艙架設在離地120米的塔上。裝置的工作原理是：葉片受風力驅動，旋轉，通過轉子帶動機艙內(nèi)傳動軸旋轉，每分鐘旋轉30—50次；通過變速，其又帶動傳動機構，使傳動機構的另一端以7500轉／分速度旋轉，驅動發(fā)電機工作，產(chǎn)出電能，通過塔桿內(nèi)的電纜輸出并入電網(wǎng)。

德國政府規(guī)劃在海上大建風力發(fā)電場，也許，海上的風力發(fā)電場更新奇、更壯觀：浩淼的海面上，聳起排排風輪，齊旋轉，齊轟鳴，多么使人驚嘆!但建在海上的重要原因是：海上的風力強，風速均勻，采獲能量大。然而在海上建造難度大：巨大的基座必須固定人海底30米深度，才能使裝置經(jīng)受得住狂風惡浪的沖擊；水下的驅動裝置和電子部件必須能防止高鹽度海水的腐蝕；與陸地連接需要幾公里長的海底電纜。按照規(guī)劃，到2020年，在德國北海和波羅的海的2500平方公里的海域所建的風力發(fā)電場將有20000到25000兆瓦的裝機功率，每年產(chǎn)出700—870億千瓦時電力，占德國電力供應總量的15％。

風力發(fā)電，與燃煤、燃油發(fā)電相比，每生產(chǎn)1千瓦時的電能就減少二氧化碳的排放約600克，就德國現(xiàn)有的風電量推算，全年已減少二氧化碳排放量1200多萬噸。所以，風力電能是潔凈的能源。在海上大建風力發(fā)電場，能使德國有效履行其對京都議定書規(guī)定的氣候保護義務，與1990年相比，到2012年可降低二氧化碳排放量21％。