随着全球海上风电市场日益火热，海上风机不仅在单机容量上频频刷新纪录，机型样式同样新品不断，单叶片、双叶片、双头甚至“叠式”等非传统机型正逐步进入市场。
TouchWind公司研制的单叶片风机。TouchWind公司/图
单叶片浮式风机获投资
近日，荷兰风电技术开发商TouchWind公司宣布，获得日本三井株式会社投资，双方将进一步加强新型浮式海上风电技术研发合作。值得注意的是，TouchWind公司是市场少有的一体式转子单叶片浮式海上风机研发企业。
据TouchWind公司消息，该公司将与三井株式会社共同研发单叶片浮式海上风机，随着新资金注入，将有机会扩大一体式转子单叶片浮式海上风机的现场测试规模，同时对潜在的尾流效应进行研究。
根据公开资料，TouchWind公司研发的一体式单叶片浮式海上风机仅有一片风机叶片，以轻微向上的角度安装在桅杆上，在风速较低时，桅杆处于倾斜状态，且有一个浮标为其保持平衡，随着风速增加，单叶片能够直立起来开始旋转发电，浮标可用作压舱物确保叶片不被大风吹走。
TouchWind公司公布的运行数据显示，目前，市场上主流的风电机组通常有3片叶片，风机零部件组成相对复杂，出现故障的概率相对更高，并且在风速超过25米/秒后就可能停止运行，而这款单叶片风机为一体式设计，安装简洁方便，还能自动调整自身位置，可适应的最高风速能够达到70米/秒以上，尤其适合深海海上风电开发。
三井株式会社风力发电项目部总经理杉山雅幸表示：“这一独特设计能够保证风机在强风下高效运转，在降低风机重量的同时，还能有效提高发电效率。双方合作将有机会带来高效和有竞争力的浮式海上风电项目。”
非传统样式层出不穷
除了具备潜在的发电优势，Touchwind公司创始人兼首席执行官莱克斯·科力普还表示，与传统风机相比，由于叶片以及零部件用量更少，同等条件下单叶片风机成本可降低30%左右。
据莱克斯·科力普介绍，目前，该公司已经在荷兰水域内安装了一个直径为6米的单叶片风机，计划近期开始现场测试，随后将进一步扩大测试范围，还将与合作伙伴共同探索海上项目安装和维护情况，推动该产品尽快投入市场。
实际上，单叶片风机的研发只是风电行业内机型创新的一个代表，过去数年间，除了叶片数量有创新设计外，还出现了“双头”风机、“叠式”风机等颠覆性风机样式。早在2016年，欧洲风电设备商维斯塔斯就曾推出过安装四个风轮的风机设计，该设计包含12只叶片，据称能大幅提高风能利用率。
创新研发进度更为显著的还有双叶片风机。欧洲风机研发企业Seawind公司在过去数年推出了多款双叶片风机机型，目前已分别在欧洲陆上和海上开启了现场试验。根据Seawind公司计划，该公司将在2024年试验功率为6.2兆瓦的浮式海上风机，如果顺利推进，一年后该款机型就能够得到设计认证，随后可推向市场。
有望缓解产业链瓶颈
在业界看来，风机样式推陈出新提速且获得诸多关注，除了提高风能利用效率的诉求外，更体现出风电全产业链对供应瓶颈的“焦虑”。
TouchWind公司指出，传统海上风机安装成本相对较高，其中，风机支撑结构、安装和基础施工成本占到海上风电成本的37%左右，相对简易的单叶片风机有利于降低这一环节的开支。据悉，该公司还将利用3D打印技术、以环保型材料生产风机所用的锚，提升海上风机的环保性能。
Seawind公司首席执行官迪米特里奥斯·穆杜里则表示，过去几年，全球风电机组单机容量快速增长，从2021年的9-12兆瓦增长到如今的18兆瓦以上，但风机叶片也是当前风电行业供应链瓶颈最为明显的环节之一。
“一直以来，风电行业都饱受原材料成本高昂、大宗商品价格波动带来的巨大困扰。业界普遍希望能够研发出替代方案，更加关注非稀土材料的使用，找到高成本海上风电安装船的替代方案，还希望风机制造成本能变得更低，从而推动风电价格变得更低。”迪米特里奥斯·穆杜里表示。
