在南卡罗来纳州将风力涡轮机推向极限 - 彭博社

一个15兆瓦风力涡轮机传动系统测试装置在南卡罗来纳州北查尔斯顿的克莱姆森大学1.1亿美元的能源系统创新中心内被看到，时间是11月13日照片由布鲁斯·史密斯/AP照片提供美国风能产业的未来正在一个不太可能的地方成形。在一个废弃的海军基地，在南卡罗来纳州北查尔斯顿的一个贫困地区，一座二战时期的仓库被翻新成一个光鲜亮丽的82,000平方英尺的工程设施，将成为下一代风力涡轮机的试验场。

在内部，1980年代的计算机堆、空桌子和1995年基地关闭时留下的旧船零件架被世界上最大、最先进的工业测试设备所取代。随着像通用电气和维斯塔斯风能系统这样的公司设计更大、更可靠的涡轮机，他们将把原型带到这里，通过一系列测试来模拟一些最恶劣的天气条件。

由Renk Labeco测试系统/克莱姆森大学修复研究所提供“这个想法是要把它们弄坏，这样我们就知道这些涡轮机和传动系统在时间推移中如何以及在哪里失败，”克莱姆森大学修复研究所的执行董事约翰·凯利说，该所拥有这个新的测试设施，名为能源创新中心。2009年，克莱姆森获得了美国能源部的4500万美元拨款，用于建立一个风能产业可以测试其最新技术的设施。克莱姆森随后为该项目筹集了额外的5300万美元。

该设施的主要吸引力是建在6英亩仓库内的两个巨型测试装置。每个重达数百吨，高达四层楼，这些装置看起来像是科幻电影的拍摄现场。事实上，现场的建筑工人们已经开始称呼更大的15兆瓦装置为“星际传送门”，这是因为1994年的科幻电影描绘了一种外星技术，可以在时空之间打开虫洞。

这些装置被称为测功机——复杂的液压设备，可以复制风力涡轮机对传动系统施加的旋转和弯曲力。最大的装置包括一个11,000马力的电动机，可以模拟涡轮机在飓风中所经历的严重力量。

这些装置可以在短短几个月内模拟数年的条件，这在工程界被称为HALT，即高度加速寿命测试。“我们可以将20年的测试压缩到6或8个月，”克莱姆森大学的电气工程师Curtiss Fox说。“公司可以对这些机器施加压力，以便让这些故障提前显现。”

风力涡轮机制造商将以与克莱姆森大学协商的价格租用测试装置，租期通常为数月。官员们拒绝估计这些价格。通用电气已经在现场有一个传动系统的原型，随后将与较小的7.5兆瓦装置连接。“生意很好，我们甚至还没有开业，”克莱姆森大学恢复研究所的业务发展主任Elizabeth Colbert Busch（斯蒂芬·科尔伯特的姐妹）说。

测试设施上线时，美国风能产业的增长速度前所未有。根据能源部的数据，去年风能首次成为美国新增电力发电能力的第一来源，占所有新增电力的43%，并为美国投资贡献了250亿美元。

尽管如此，风能在美国所有发电中仅占约3.5%。为了真正壮大并与煤炭和天然气竞争，该行业需要开始在海上部署涡轮机，那里的风资源是最丰富的，尤其是在东海岸。

美国一些最佳的风资源位于海上国家可再生能源实验室

在陆地上建设风电场很困难。在海洋中建设则更为艰难。不仅设置更为复杂，而且在离岸40英里处维护和修理的成本大幅增加。需要能够提升数百吨重设备的巨型起重驳船。所有这些都被纳入风电场能够生产的电力价格中。风能产业意识到，要建设具有成本效益的海上风电场，需要建造更少、更大的涡轮机，以减少故障的可能性。这就是测试设施的作用所在。

“如果你把涡轮机放在海上——你可以想象当那些叶片的长度达到一个足球场时，风暴和飓风所施加的力量是巨大的，”福克斯说。“这个项目的目标是限制这种修理工作，并设计出更坚固的结构，使你在20年内不必进行这样的工作。”