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• 在英格蘭拉格比測試的“Hydrogenie™”緊湊發(fā)電技術(shù)已在50 Kelvin投入運行
• 與傳統(tǒng)機器相比，GE的超導(dǎo)技術(shù)研究提高了效率，減小了尺寸、質(zhì)量和重量
• 對利用替代能源進行的能量生成有重大影響

  法國巴黎 – 2013年4月8日 – GE Power Conversion業(yè)務(wù)部門（NYSE：GE）在測試可行發(fā)電方法上邁出了重要一步，即：利用在比較高的溫度下運行的超導(dǎo)體，來輸送可再生資源生成的大量電能。

   公司成功完成了Hydrogenie試驗，利用突破性的技術(shù)，使發(fā)電機能夠在一個較小的空間內(nèi)高效發(fā)電。Hydrogenie利用超導(dǎo)體替代電機的銅轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，能夠在43開爾文或零下230℃下工作。該技術(shù)已于去年下半年進行了測試，以214 rpm旋轉(zhuǎn)時達到甚至超過額定滿載1.7MW，完全能夠滿足預(yù)期和設(shè)計要求。這些測試是在位于英格蘭拉格比的GE Power Conversion工廠進行的。

  直至最近，超導(dǎo)性只能達到約4K（-269℃）。但是，新型的“高溫超導(dǎo)體（HTS）”能夠在更高溫度下工作。與以前的設(shè)備（如醫(yī)用MRI磁體）相比，此類機器采用更簡單的絕緣結(jié)構(gòu)，利用更小的功率進行冷卻。

  “該技術(shù)確實是突破性的”，GE Power Conversion的Hydrogenie項目經(jīng)理Martin Ingles談到。“它能夠從根本上提高設(shè)備利用水和風(fēng)發(fā)電的效率，而且還適合將來的應(yīng)用。”

  最新的超導(dǎo)體是通過在相對便宜的基體金屬上放置一層陶瓷超導(dǎo)層制成的，當(dāng)冷卻到極低溫度時，它們不會產(chǎn)生實效電流電阻，因此繞組導(dǎo)線的橫截面可以約為傳統(tǒng)銅線繞組橫截面的2%。

  如果使用超導(dǎo)體，電磁鐵線圈的繞組匝數(shù)越多，形成的電磁功率越大，然而體積或重量卻更小。與傳統(tǒng)電導(dǎo)材料相比，超導(dǎo)體具有效率高的優(yōu)點，而且能夠極大地降低重量。最大的優(yōu)勢在于縮減了電氣設(shè)備的體積和質(zhì)量，適合用于大扭矩設(shè)備，它們大多是直驅(qū)設(shè)備應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機、船舶推進或河床式水電站等。

  GE攻克了使超導(dǎo)體達到要求溫度所必需的低溫冷卻和熱絕緣技術(shù)難題。極冷氦氣通過一個旋轉(zhuǎn)聯(lián)接器由管道輸送到機器轉(zhuǎn)子內(nèi)，然后在單個線圈周圍循環(huán)。“這就相當(dāng)于要把冰塊保存到高溫烤箱內(nèi)的烤肉架上，只是我們的烤肉架采用了高技術(shù)。”Ingles說。

  轉(zhuǎn)子位于真空中，但仍會通過轉(zhuǎn)子軸與外部環(huán)境直接接觸，這就造成了轉(zhuǎn)子軸周圍的大溫差問題。

  利用專利方法，機器能夠把轉(zhuǎn)矩從冷態(tài)HTS線圈傳送給機器轉(zhuǎn)子。低電阻熱接頭和組件保證冷卻線圈需要最小的冷卻功率。事實上，該機器展示了使HTS機器商業(yè)化所需的全部技術(shù)。作為2006至2010歐盟第六框架計劃（EU Framework Programme 6）扶持項目的一部分，GE Power Conversion業(yè)務(wù)部門在Hydrogenie 1.7MW 214 rpm HTS發(fā)電機的開發(fā)上做了許多努力。

  Hydrogenie項目的成功完成，將為超導(dǎo)設(shè)備的后續(xù)研究和開發(fā)搭建一個平臺。今后可能獲益的一個領(lǐng)域就是升級老的水利電站。將超導(dǎo)發(fā)電機與水輪機聯(lián)軸變速運行，在帶部分負載的條件下，效率提高達12%。

  作為項目一部分開發(fā)的技術(shù)構(gòu)建模塊還可用于其它采用高轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速機器的領(lǐng)域，其中最直接的應(yīng)用就是風(fēng)力發(fā)電和船舶推進。

  采用超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機，能夠極大地降低塔架的安裝質(zhì)量，相應(yīng)降低了塔架及其基礎(chǔ)的成本。GE Power Conversion最近的研究表明，與傳統(tǒng)機器相比，超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機的節(jié)能壽命成本約為10MW以上海上或沙漠風(fēng)力發(fā)電機的20%。

  在船舶上，結(jié)合DC或可變AC系統(tǒng)的HTS技術(shù)可節(jié)約多達4%的燃料；同時，該技術(shù)還可以縮小電機的尺寸，這也是吸引造船工程師的地方，可以為有效載荷或乘客預(yù)留更多空間。

  歐盟第六框架計劃扶持項目的主旨“開發(fā)與現(xiàn)場測試緊湊型HTS水力發(fā)電機，以期縮減投資成本，減少環(huán)境影響，提高性能，進而降低每千瓦小時電能的價格”，該項目的其他合作伙伴：Zenergy Power、KEMA Nederland、Stirling Cryogenics & Refrigeration、Silesian University of Technology、Cobham CTS、E.On Wasserkraft。
  
                   

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