“风电抗台风”难题有解吗

近日，受超强台风“摩羯”登陆影响，海南文昌一风电项目多台风机受损，引发社会关注。“风力发电不应该风越大发电越多吗？”“风力发电设备为何扛不住台风？”“越来越多的海上风机会不会存在更大安全隐患？”成为网友普遍关心的问题。

一个冷知识是，风力发电并非风越大越好。虽然从能量守恒定律来看，风速越大理论上提供的电能就越多，但现有技术和设备还做不到无限制转化任何风速。如果风机叶片转速过快，就会超过机械设备的物理承受能力，导致风机损坏。因此，每种型号的风力发电机都有其设计的最大安全承受风速。当风速超过这一限制时，为保护风力发电机免受极端天气损害，智能安全保护系统会启动，使风机逐渐降低转速直至安全停机。

实际上，在适宜风速区间内，风力发电机才能实现最大化的发电效率，而最佳发电风速又取决于风力发电机的具体型号和设计。一般来说，大型商业风力发电机的最佳工作风速范围是3米/秒至25米/秒。在此范围内，风力发电机能够正常运行并达到较高的发电效率。反之，机组性能则会下降甚至停摆。随着风电技术不断进步，人类可有效利用的风速范围也在不断拓宽。

极端天气对风电设备是一种潜在威胁。台风是我国东南沿海地区常见的灾害天气，其影响范围广、平均风速大、湍流强度高、风向变化快、持续时间长，导致其破坏力惊人。如果不积极应对，就有可能导致风机叶片断裂、塔筒折断、机舱罩倾覆等事故。但若就此认为，风力发电机只要遇到台风就“完蛋”，甚至得出结论，中国不适合在沿海地区大规模发展风电，就有点杞人忧天了。

风电行业早已研究出巧妙的办法对抗台风。我国在东南沿海区域使用的风机，也都会考虑抗台风设计，主要包括以下几点：

偏航系统调整。风机上的机箱巨大，甚至可以停靠直升机。如果台风从侧面吹向机箱，风机会承受很大的阻力。为避免硬扛，当台风来袭时，偏航系统会根据台风方向进行自适应偏航调整，使风机的正面正对台风，以减少侧向受力，保护风机结构。

叶片变桨控制。有人会纳闷，让风机正对台风，虽然降低了侧边受力，但正面3个大型叶片承受的风力如何化解？这时就需要通过变桨操作，改变叶片的迎风角度，从而减小风机受到的正向风力，进一步降低风机在台风中的阻力，保护风机安全。

安全精准选址。沿海风电场建设并非哪里风大往哪里凑，而是会充分考虑当地气候条件和台风发生频率等因素，确保风电场位于相对安全的区域。同时，加强气象预测能力，提前做好台风等极端天气防范准备。台风过境时，实时监测风向、风速等环境参数，并根据情况自动调整风机运行状态。

可以说，台风已不是制约我国风电发展不可克服的环境因素。十几年前，我国沿海地区陆上风电机组，被台风破坏的案例时有发生。甚至外国专家和企业一度认为，中国台风多发地区不具备开发海上风电条件。近年来，随着我国风机抗台风技术不断升级，已经很少看到风电机组被台风破坏的情况。此次“摩羯”登陆，除了文昌一风电场因尚未建成，抗台风能力并未形成导致受损外，诸多沿海地区风电场都成功通过超强台风“大考”。

即便技术不断进步，安全永远是风电行业的生命线。风电是各国竞相发展的新兴产业，风电设备造价昂贵，一次事故带来的不仅是直接财产损失，还会对我国风电产业的声誉造成难以挽回的影响。近年来，海上风电不断向深远海推进，风机大型化快速提升，一些机型来不及进行长周期实地验证就要推向市场，加之当前行业低价恶性竞争风靡，风电机组的安全性持续引发业内担忧。

面对风电行业发展的新形势，如何进一步提升风电机组的安全性和抗台风能力，如何更好地适应极端海况，甚至如何充分利用台风天气提高风电场发电量，将是风电行业需要持续攻克的课题。