“風電抗臺風”難題有解嗎

　　近日，受超強臺風“摩羯”登陸影響，海南文昌一風電項目多臺風機受損，引發社會關注。“風力發電不應該風越大發電越多嗎？”“風力發電設備為何扛不住臺風？”“越來越多的海上風機會不會存在更大安全隱患？”成為網友普遍關心的問題。

　　一個冷知識是，風力發電并非風越大越好。雖然從能量守恒定律來看，風速越大理論上提供的電能就越多，但現有技術和設備還做不到無限制轉化任何風速。如果風機葉片轉速過快，就會超過機械設備的物理承受能力，導致風機損壞。因此，每種型號的風力發電機都有其設計的最大安全承受風速。當風速超過這一限制時，為保護風力發電機免受極端天氣損害，智能安全保護系統會啟動，使風機逐漸降低轉速直至安全停機。

　　實際上，在適宜風速區間內，風力發電機才能實現最大化的發電效率，而最佳發電風速又取決于風力發電機的具體型號和設計。一般來說，大型商業風力發電機的最佳工作風速范圍是3米/秒至25米/秒。在此范圍內，風力發電機能夠正常運行并達到較高的發電效率。反之，機組性能則會下降甚至停擺。隨著風電技術不斷進步，人類可有效利用的風速范圍也在不斷拓寬。

　　極端天氣對風電設備是一種潛在威脅。臺風是我國東南沿海地區常見的災害天氣，其影響范圍廣、平均風速大、湍流強度高、風向變化快、持續時間長，導致其破壞力驚人。如果不積極應對，就有可能導致風機葉片斷裂、塔筒折斷、機艙罩傾覆等事故。但若就此認為，風力發電機只要遇到臺風就“完蛋”，甚至得出結論，中國不適合在沿海地區大規模發展風電，就有點杞人憂天了。

　　風電行業早已研究出巧妙的辦法對抗臺風。我國在東南沿海區域使用的風機，也都會考慮抗臺風設計，主要包括以下幾點：

　　偏航系統調整。風機上的機箱巨大，甚至可以停靠直升機。如果臺風從側面吹向機箱，風機會承受很大的阻力。為避免硬扛，當臺風來襲時，偏航系統會根據臺風方向進行自適應偏航調整，使風機的正面正對臺風，以減少側向受力，保護風機結構。

　　葉片變槳控制。有人會納悶，讓風機正對臺風，雖然降低了側邊受力，但正面3個大型葉片承受的風力如何化解？這時就需要通過變槳操作，改變葉片的迎風角度，從而減小風機受到的正向風力，進一步降低風機在臺風中的阻力，保護風機安全。

　　安全精準選址。沿海風電場建設并非哪里風大往哪里湊，而是會充分考慮當地氣候條件和臺風發生頻率等因素，確保風電場位于相對安全的區域。同時，加強氣象預測能力，提前做好臺風等極端天氣防范準備。臺風過境時，實時監測風向、風速等環境參數，并根據情況自動調整風機運行狀態。

　　可以說，臺風已不是制約我國風電發展不可克服的環境因素。十幾年前，我國沿海地區陸上風電機組，被臺風破壞的案例時有發生。甚至外國專家和企業一度認為，中國臺風多發地區不具備開發海上風電條件。近年來，隨著我國風機抗臺風技術不斷升級，已經很少看到風電機組被臺風破壞的情況。此次“摩羯”登陸，除了文昌一風電場因尚未建成，抗臺風能力并未形成導致受損外，諸多沿海地區風電場都成功通過超強臺風“大考”。

　　即便技術不斷進步，安全永遠是風電行業的生命線。風電是各國競相發展的新興產業，風電設備造價昂貴，一次事故帶來的不僅是直接財產損失，還會對我國風電產業的聲譽造成難以挽回的影響。近年來，海上風電不斷向深遠海推進，風機大型化快速提升，一些機型來不及進行長周期實地驗證就要推向市場，加之當前行業低價惡性競爭風靡，風電機組的安全性持續引發業內擔憂。

　　面對風電行業發展的新形勢，如何進一步提升風電機組的安全性和抗臺風能力，如何更好地適應極端海況，甚至如何充分利用臺風天氣提高風電場發電量，將是風電行業需要持續攻克的課題。（本文來源：經濟日報 作者：王軼辰）