據(jù)美國CW雜志報道，受美國能源部先進研究項目辦公室資助，由美國桑迪亞國家實驗室參與的“超大超輕分段式風電葉片（SUMR）”研究項目正在進行中。該項目旨在研發(fā)長度超過2個橄欖球場（約220米）的50MW風電葉片，其長度越是現(xiàn)有最長葉片的2.5倍有余。
該項目團隊由弗吉尼亞大學主導，還包括了伊利諾伊大學、科羅拉多大學（含緬因分校）等，顧問單位包括西門子、維斯塔斯等。
此前，桑迪亞國家實驗室曾成功研發(fā)出100米長13MW風電葉片，并成為此次SUMR項目開展的基石。盡管50MW水平軸風力發(fā)電機的尺寸前所未有，但研究顯示通過有效的載荷調控可以最大程度減少葉片承受的峰值壓力和疲勞程度，成本由此降低，為配套生產50MW的葉片提供了可行性。
美國目前的風力發(fā)電機大都是1MW-2MW型的，葉片長度不超過50米。最大的一臺也僅有8MW的功率，葉片長度80米。
“美國海上風電發(fā)展?jié)摿薮?，但是海上風機安裝成本昂貴，是重要的掣肘?！表椖渴紫夹g負責人Todd Griffith表示。另外，生產出功率50MW的風力發(fā)電機對設計人員也是不小的挑戰(zhàn)，這個功率是現(xiàn)有最大功率的六倍。
“就傳統(tǒng)的迎風葉片來說，一旦功率超過10-15MW，其生產、運輸，安裝和維護費用就變得非常昂貴。它必須保持足夠高的剛度，避免產生疲勞，消除強風條件下塔筒破裂的風險。但因為剛度高意味著體積沉重、巨大，直接影響成本，對于超大尺寸的風機來說比重力載荷帶來的影響更為巨大。”Griffith表示說。
他表示根據(jù)的新的設計，葉片是分段生產和運輸?shù)?，極大降低了運輸安裝的難度和成本。并且，與傳統(tǒng)風機不同的是，超大尺寸的風機還可以適應并于逆風葉片匹配使用。
SUMR項目下，風機的載荷調控方式模仿了棕櫚樹的經驗。分段式葉片可以順風勢發(fā)生彎折，卸去部分應力，減小了葉片承受的壓力。這使得在保持同樣剛度的前提下，葉片的質量得以減輕。另外，分段式葉片的設計優(yōu)勢在面臨極端暴風天氣時表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，甚至可以根據(jù)不同風速做出相應的調整。
“在極高的風速下，分段式葉片會根據(jù)風向調控載荷，降低了損毀的風險；而在的風速下，葉片得以充分伸展，實現(xiàn)能量的最大輸出?！盙riffith表示說。
