2025 年風能技術的七大創新故事

在 2025 年,風能技術的發展遠超過了漸進式升級,工程師們重新思考風力發電機的設計、位置,甚至外觀。從浮動的巨型風力發電機到創紀錄的海上機器,還有由人工智能驅動的微型風力發電機和激進的「風力發電牆」,開發者專注於解決長期存在的挑戰,包括成本、噪音、維護及在困難環境中的部署。這些突破展現了風能如何演變為更靈活、智能和去中心化的能源來源。以下是 2025 年七大風能創新故事。

首先,中國成功完成了其自家設計的浮動風力發電機 S1500 的首次飛行,這是全球首個兆瓦級的空中風力發電機。該系統由北京 SAWES 能源科技有限公司開發,經過嚴格測試,包括在沙漠中的全裝配和在強風中反覆部署。S1500 長約 60 米,像巨型齊柏林飛船一樣懸浮在空中,這是有史以來最大的空中風力發電機。與傳統風力發電機不同,它不需要塔架或深基礎,材料使用減少了 40%,電力成本降低約 30%,同時保持完全可移動,適用於沙漠、島嶼和礦區。

這款風力發電機採用導管設計,主要氣翼和環形翼內部安裝了 12 套渦輪發電機組,能捕捉穩定的高空風,通過繩索將電力傳送到地面。該系統建立在先前的 S500 和 S1000 原型基礎上,驗證了高空能量收集的可行性。

其次,德國研究人員開發了一款輕量化的小型風力發電機,能在非常低的風速下發電,這為去中心化的可再生能源開啟了新可能。該系統在風速僅為每秒 2.7 米的情況下就能開始旋轉,遠低於傳統小型風力發電機的門檻。利用先進的空氣動力學和纖維複合材料工程,該風力發電機能在以往被認為不適合風能的區域高效運行。

根據風洞測試,該風力發電機在高風速下可以達到每分鐘 450 次旋轉,產生 2,500 瓦的電力,這使其比類似系統的功率提高了約 83%,並達到了接近理論極限的 53% 效率。其中空的纖維複合材料轉子葉片比標準設計輕 35%,在強風中可以彎曲,自動減少旋轉以防止過載。

第三,格拉斯哥大學的研究人員在無葉風力發電方面取得了突破,利用先進的計算機模擬技術來確定未來無葉風力發電機的最有效設計。無葉風力發電機通過渦流引起的振動產生電力,細長的桿在風中擺動而非旋轉葉片。研究小組發現了一個明確的「甜蜜點」設計,平衡了功率輸出與結構強度,並提供了運行安靜、佔地面積小、維護需求低和對鳥類及其他野生動物更安全的重要優勢。

在設計中,最佳的桿高約 31 英寸,直徑 25 英寸,能在風速介於每小時 20 至 70 英里之間安全產生高達 460 瓦的電力,這是目前原型機輸出的四倍以上。研究人員認為,此方法可以將無葉風力發電機的規模擴展到 1 千瓦或更高,並受到包括 BMW 和 Aeromine Technologies 的試驗興趣的支持。

中國進一步朝著測試全球最大的 35 兆瓦海上風力發電機邁進,國有開發商中國華能集團發佈了一項建設招標,該項目將在營口建設,並包含為下一代海上風力發電機設計的基礎、重型起重平台和現場設施。該地點計劃的第一台風力發電機是與 5 兆瓦/10MWh 能量儲存系統配對的 26 兆瓦海上單元,這一記錄是由東方電氣的 26 兆瓦風力發電機安裝創造的,超越了之前由 Siemens Gamesa 和明陽所保持的記錄,凸顯了中國快速擴張的推進。

中國還組裝了全球最大的浮動海上風力發電機,這是一個 16 兆瓦的系統,其葉片掃掠的面積相當於七個足球場。該風力發電機在北海完成,將被拖至淺於 50 米的水域進行海上測試,然後連接至電網。所有主要部件,包括系統繩索、齒輪箱和壓載控制系統,均在國內設計和製造,突顯了中國在先進清潔能源技術方面的自立自強。

最後,義大利初創公司 GEVI Wind 獲得了 310 萬美元的種子資金,以加速其人工智能驅動的垂直微型風力發電機的生產,這些風力發電機能根據風況即時自我調整。該公司表示,這項投資將幫助其將技術從原型階段推進至歐洲的工業化生產。GEVI 的風力發電機使用專有的 AI 控制系統,每幾毫秒根據實時風數據調整葉片角度,年發電量可提升高達 60%,同時在強風中減少機械壓力達 80%。

這款風力發電機高約 3 米,葉片直徑約 5.4 米,能在風速低至每秒 2.4 米的情況下運行,輸出功率介於 3 至 5 千瓦。設計適用於屋頂、工業場地和微電網,並且在距離約 10 米的地方運行時噪音低於 38 分貝,維護需求極少,無需起重機即可安裝,非常適合城市及去中心化的能源系統。


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Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。