风力发电机漂向深海

化风为电

人类很早就开始利用风。早在3000年前，人们就开始搭建风车，利用风能来碾米和提水。1887年，美国俄亥俄州的查尔斯·布拉什制造了世界上第一台用于发电的风力发电机。这台发电机有144个雪松木制成的叶片，叶轮的直径达17米。布拉什用这台风力发电机给自家地窖里的蓄电池充电。此后风力发电机开始缓慢发展。

单个的风力发电机一般包括基础、塔身、发电机和叶片部分。根据风力发电机组所处位置和环境不同，基础也有所不同，一般可分为陆地基础、单桩基础、基脚架基础和浮式基础等，分别适用于陆地和不同深度的水域。基础和塔身的主要目的是让风力发电机保持稳定。在基础的顶上是叶片和发电机。风吹过叶片，在叶片正反面造成的压力不同，形成压差。这种压差产生升力，推动叶片旋转，并经过齿轮箱带动风力发动机的转子。这样，叶片把风能转化成了转子的动能，发电机又将动能转化成了电能输出，进行发电。

把风变成电，这样的发电方式，得到了多个国家的青睐。风遇到树木和房屋这样的障碍物时，会消耗自身的能量，造成能量损失。因此，建设风力发电机的地址一般要选在开阔区域，增加能量的转换效率。另外，风向的稳定性也对风力发电产生影响。稳定的风向，不仅利于获得风能，还能延长风力发电机的使用寿命。因此，相比建筑林立的城市，以及那些风虽大却不能发展的陆地地区，比如机场或者各种生态保护区，大海在这方面要占更多优势。

风力发电机下海

海上风力发电场主要由一定规模的风电基础和输电系统构成。风电基础也就是风电的硬件部分，由风力发电机组组成。输电系统则是把电能输送出去的设施设备，包括海上升压站、海底电缆、陆上变电站等设备。

世界上最早的海上风力发电场建于丹麦洛兰岛，于1991年投入使用。这座海上风力发电场距离岸边约3千米，水下固定深度在2到5米，拥有11座涡轮发电机机组。机组的叶轮直径为35米，塔身高35米。经过了近26年的运行，给2000多户家庭供电后，这个海上风力发电场已经于2017年拆除，其中一座机组成了丹麦能量博物馆的展品。这个风力发电场虽然很小，但却为后来的海上风力发电场提供了样本和借鉴。

目前，世界上最大的海上风力发电场Hornsea 2，位于英格兰海岸。这个风力发电场有165台涡轮发电机，其发电量足以为英国超过130万户家庭供电。

浮游向远

近海架起的风力发电机和输电设施越来越多，这些也对近海的海上交通造成了一定影响，加上近海海域有限，风力也不如深海。因此，能在深海站稳脚跟、不惧狂风的漂浮式风力发电机，成了新的发展方向。

挪威最先提出了让风力发电机浮在海上的想法。随后，挪威、丹麦、德国、英国和荷兰等多个国家共同参与了一个国际合作项目，那就是海上风电场Hywind。这里所用的风力发电机叶片直径为80米。高出海平面约65米，所用材质和一般风力发电机大致相同，不同的是，风力发电机在海水下的部分被安装在一个100多米的浮标上，并通过3根锚链固定在海下120到700米的深处，以便风力发电机随风浪移动，迎风发电。

深海漂浮式风力发电机能够向更远更深的海洋扩展，利用深海更为强劲的风力，同时减少对渔业区和旅游区的影响，也可以减少对海洋生物的影响，施工过程对环境也更为友好。因此，这样的想法一出现，就得到了很大的响应。

中国的引领

2021年7月，我国成功安装全球首台抗台风型漂浮式海上风力发电机——三峡引领号。它的机组高107米，相当于一座37层的高楼。风力发电机叶轮直径155米，扫风面积相当于3个足球场。

三峡引领号是全球第一台抗台风型海上漂浮式风力发电机，最高可抗17级台风。这个能力得益于它别出心裁的设计，那就是半潜式的漂浮式底座。在三峡引领号的底座底部，连着一块重型锚块。这个锚块固定在海底，防止风力发电机随风而动。在台风来袭时，锚块可以拉着漂浮式底座，主动下潜到40多米深的海底，把风力发电机的大部分藏在水下，只露出不防水的发电机部分，以此来降低发电机的迎风面积，在台风下保证风力发电机的安全。

三峡引领号具有如此强悍的抗风能力，有了这样的风力发电机加持，在开发使用清洁能源，降低碳排放的路上，我国又多了一样重器。

来源：全国少工委