在都市也可以發展陸上風電?南韓新型垂直軸風電塔的新機會

作者 | 發布日期 2020 年 11 月 13 日 18:30 | 分類 能源科技 , 風力 Telegram share ! follow us in feedly


目前較常見的風機為水平軸風力發電機,這些遠看像電風扇的風機設備已經隨著時間,技術愈加成熟、裝置量也愈來愈高,不過其實另一種風機,垂直軸風力發電機(Vertical Axis Wind Turbine,VAWT)一直在南韓悄悄發展中。

水平軸與垂直軸這兩種風機技術的分野在於,垂直軸風機的轉軸與風向垂直,上色後或許遠看就像美髮旋轉燈,不需要對準風向即可運作,不用複雜的機械裝置和電動機來調整方向以及讓葉片變槳,對於地形與風向的要求沒有那麼高,不過就發電量來說還是水平軸風機高,大部分商業風場仍用水平軸風機為主。

只是垂直軸風機還是有其市場,南韓 Odin Energy 便看中垂直軸風機的靈活、模組化設計,研發出最多可達 12 層樓高的垂直軸風能塔,就如下圖,每一樓都裝有一台垂直軸風機,中央是隨風旋轉的風扇,外側則圍一圈引導並加速風進入的導風罩。

團隊認為,與一般的垂直軸風機相比,新型設計大幅提高單位面積發電量,除了增加發電容量,也因為樓層愈高風速愈大,整棟的發電量也是過去的 4 倍,在平均風速增加 16.5% 的情況下,功率效率(power efficiency)也提高 62%。

Odin Energy 創辦人兼副總裁 Soo Yun Song 表示,目前公司正在討論如何在南韓打造垂直軸風能塔。Odin Energy 預估,這類塔樓的成本約 140 萬美元,平均能源成本(LCOE)為每 MWh 90 美元。

風能塔設計新穎,可以裝置在都市、人口稠密的地方,只是在商業化之前還得面對許多挑戰,若以成本來說,Odin Energy 還是比陸上風電與太陽能還要貴,根據市場調研機構 Lazard 10 月的最新研究,陸上風電的 LCOE 每 MWh 落在 26 美元到 54 之間。

Wood Mackenzie 拉丁美洲和南歐資深分析師 Brian Gaylord 也指出,如今市場上已經習慣使用水平軸三葉式風機,發展頗為受限,目前風機主要由三葉式葉片、上風式、齒輪傳動組成,這已經是風電最具成本競爭力的模式。

Gaylord 表示,其實南韓已經出許多垂直軸風機技術,但至今還沒有一個特別受到矚目。

(首圖來源:Odin Energy