目前较常见的风机为水平轴风力发电机,这些远看像电风扇的风机设备已经随着时间,技术愈加成熟、装置量也愈来愈高,不过其实另一种风机,垂直轴风力发电机(Vertical Axis Wind Turbine,VAWT)一直在韩国悄悄发展中。
水平轴与垂直轴这两种风机技术的分野在于,垂直轴风机的转轴与风向垂直,上色后或许远看就像美发旋转灯,不需要对准风向即可运作,不用复杂的机械装置和电动机来调整方向以及让叶片变桨,对于地形与风向的要求没有那么高,不过就发电量来说还是水平轴风机高,大部分商业风场仍用水平轴风机为主。
只是垂直轴风机还是有其市场,韩国 Odin Energy 便看中垂直轴风机的灵活、模组化设计,研发出最多可达 12 层楼高的垂直轴风能塔,就如下图,每一楼都装有一台垂直轴风机,中央是随风旋转的风扇,外侧则围一圈引导并加速风进入的导风罩。
团队认为,与一般的垂直轴风机相比,新型设计大幅提高单位面积发电量,除了增加发电容量,也因为楼层愈高风速愈大,整栋的发电量也是过去的 4 倍,在平均风速增加 16.5% 的情况下,功率效率(power efficiency)也提高 62%。
Odin Energy 创办人兼副总裁 Soo Yun Song 表示,目前公司正在讨论如何在韩国打造垂直轴风能塔。Odin Energy 预估,这类塔楼的成本约 140 万美元,平均能源成本(LCOE)为每 MWh 90 美元。
风能塔设计新颖,可以装置在都市、人口稠密的地方,只是在商业化之前还得面对许多挑战,若以成本来说,Odin Energy 还是比陆上风电与太阳能还要贵,根据市场调研机构 Lazard 10 月的最新研究,陆上风电的 LCOE 每 MWh 落在 26 美元到 54 之间。
Wood Mackenzie 拉丁美洲和南欧资深分析师 Brian Gaylord 也指出,如今市场上已经习惯使用水平轴三叶式风机,发展颇为受限,目前风机主要由三叶式叶片、上风式、齿轮传动组成,这已经是风电最具成本竞争力的模式。
Gaylord 表示,其实韩国已经出许多垂直轴风机技术,但至今还没有一个特别受到瞩目。
- South Korean Firm Touts Novel Vertical-Axis Wind Turbine Tower Concept
- ODIN ENERGY
(首图来源:Odin Energy)