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| 【風(fēng)機(jī)】風(fēng)電今后趨勢：大容量新結(jié)構(gòu)材料海上風(fēng)機(jī) |
| （時間:2009-10-13 13:22:27） |
大型化、變速運行、變漿距及無齒輪箱是世界風(fēng)電設(shè)備發(fā)展的新趨勢�，F(xiàn)在世界上MW級的風(fēng)電機(jī)組已具備了商業(yè)化價值，如美國的主流機(jī)型是1.5MW風(fēng)機(jī)；丹麥主流機(jī)型是2.0～3.0MW風(fēng)機(jī)；早在2004年的漢諾威工博會上，4.5MW的風(fēng)電機(jī)組即已面世。目前，單機(jī)容量最大的風(fēng)電機(jī)組，是德國Re鄄power公司生產(chǎn)的容量為5MW的機(jī)組。
今后風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的趨勢是：更大容量、新型結(jié)構(gòu)和材料、海上風(fēng)機(jī)。
近20年來，國際上大型機(jī)組風(fēng)電技術(shù)日趨成熟。在不斷降低風(fēng)力發(fā)電成本和擴(kuò)大可經(jīng)濟(jì)利用的風(fēng)力資源量的目標(biāo)驅(qū)動下，國際上的風(fēng)電機(jī)組技術(shù)不斷向海上專用風(fēng)電機(jī)組發(fā)展。目前，MW級以下風(fēng)電機(jī)組中仍廣泛采用失速調(diào)節(jié)技術(shù)方式，MW級以上的新機(jī)組普遍采用了變槳變速恒頻的先進(jìn)技術(shù)。
近幾年，直接驅(qū)動技術(shù)發(fā)展迅速，這種技術(shù)避免了齒輪箱這一傳動環(huán)節(jié)和部件，使機(jī)組的可靠性和效率更高，發(fā)展前景良好。
目前，國際上大規(guī)模安裝的2.5～3.5MW機(jī)組，普遍采用輕質(zhì)、高性能的玻璃纖維葉片，但更大的5～10MW葉片則開始嘗試引用碳纖維材料。為便于浮吊的施工，海上風(fēng)電場一般建在水深為3～8m處。同容量裝機(jī)，海上比陸上成本增加60%（海上基礎(chǔ)占23%、線路占20%；陸上僅各占5%左右），電量增加50%以上。
值得注意的是，即使存在主流風(fēng)機(jī)電機(jī)容量不斷擴(kuò)大、向10MW級巨型海上風(fēng)電機(jī)組發(fā)展的趨勢，歐美風(fēng)電產(chǎn)業(yè)認(rèn)為2～3MW級以下單機(jī)容量的機(jī)組仍將長期存在，也就是說，系列化多種容量機(jī)型將并存，以滿足各類細(xì)分風(fēng)電市場需求。
中國擁有十分豐富的近海風(fēng)能資源。近海10m水深的風(fēng)能資源約1億KW，近海20m水深的風(fēng)能資源約3億KW，近海30m水深的風(fēng)能資源約4.9億KW。我國海上風(fēng)能的量值是陸上風(fēng)能的3倍，具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。
盡管海上風(fēng)力發(fā)電前景十分好，其開發(fā)難度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陸地風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)，直至上世紀(jì)90年代才有一些國家開始實質(zhì)性嘗試。
2007年年底，我國首個海上風(fēng)電項目---10萬KW上海東海大橋海上風(fēng)電場開工建設(shè)。大連重工·起重集團(tuán)在MW級風(fēng)電機(jī)組招標(biāo)中一舉中標(biāo)，成功與項目業(yè)主上海東海電氣公司簽訂了34臺首批單機(jī)容量最大的3MW海陸兩用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。在國家、遼寧省、大連市政府的大力支持下，企業(yè)投資2.4億元，大連市工業(yè)發(fā)展資金補助3000萬元，經(jīng)過一年多的努力，大連重工·起重集團(tuán)相繼攻克了多項技術(shù)難關(guān)，打破了國外技術(shù)壟斷，為首臺3MW風(fēng)電機(jī)組國產(chǎn)化研制提供了技術(shù)支撐，同時實現(xiàn)了3MW增速機(jī)、輪轂、機(jī)座等核心部件的自主內(nèi)部配套。今年年初，大連重工·起重集團(tuán)研制的國內(nèi)首臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的3MW風(fēng)電機(jī)組成功下線，3月20日，輪轂高度90多m、葉輪直徑90多m、重量400余T的風(fēng)機(jī)與海上基礎(chǔ)承臺連接安裝成功。
目前，除首臺3MW風(fēng)電機(jī)組發(fā)往用戶現(xiàn)場外，同批研制的4臺整機(jī)樣機(jī)中的另外3臺機(jī)組正在做出廠前的最后并網(wǎng)測試。東海風(fēng)電場34臺3MW風(fēng)機(jī)將于2010年上半年世博會前完成全部安裝和調(diào)試，并投入運營。
東海風(fēng)電場位于上海東海大橋東側(cè)1～4km、南匯岸線以南8～13km的上海市海域。風(fēng)電場由34臺國內(nèi)最大單機(jī)容量的風(fēng)電機(jī)組組成，總裝機(jī)容量10.2萬KW，設(shè)計年發(fā)電利用小時數(shù)為2600小時，年上網(wǎng)電量為2.67億KW.h。上海東海風(fēng)力發(fā)電有限公司負(fù)責(zé)投資、開發(fā)東海風(fēng)電場項目，東海風(fēng)電場由上�？睖y設(shè)計研究院總體設(shè)計。
日本三菱重工預(yù)計，全球的風(fēng)力發(fā)電規(guī)模將急劇擴(kuò)大，2008年新增風(fēng)力發(fā)電設(shè)備容量25KMW，2013年將再增加50KMW。三菱重工是日本國內(nèi)唯一的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商，目前占世界市場份額的3%～4%。三菱重工的環(huán)境、能源相關(guān)產(chǎn)品的銷售額規(guī)模，2007年約為1.9兆日元，到2012年計劃將提高到3兆日元，風(fēng)力發(fā)電機(jī)是三菱重工的核心產(chǎn)品之一。三菱重工計劃積極參與海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備市場的競爭，如果進(jìn)展順利，最早于2011年在海外設(shè)立風(fēng)力發(fā)電葉片等設(shè)備生產(chǎn)基地，面向需求旺盛的歐美電力公司等銷售。他們預(yù)計，由于受到占地和設(shè)備運輸?shù)闹萍s，風(fēng)力發(fā)電的趨勢今后將會由陸地向海上轉(zhuǎn)移。因此，在大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的生產(chǎn)上頗具競爭力的三菱重工，把占領(lǐng)世界海上風(fēng)電設(shè)備10%的市場份額作為其發(fā)展目標(biāo)。他們計劃開發(fā)額定輸出功率為5～7MW級的大容量風(fēng)力發(fā)電機(jī)，葉片直徑約130m。目前，該公司自主生產(chǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)額定輸出功率為2.4MW，葉片直徑最大95m。
海上風(fēng)力發(fā)電的方式分為兩種，即在淺海的座底式和在深海的浮體式。
目前，座底式海上風(fēng)力發(fā)電已由荷蘭維斯塔斯風(fēng)電公司等在歐洲部分地區(qū)推向?qū)嵱没�，而深海浮體式海上風(fēng)力發(fā)電尚無先例。對此，三菱重工在擬定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模中，將首先參與座底式，2～3年后再著手發(fā)展浮體式。他們計劃采取收買、合資等方式在墨西哥等美國東海岸地區(qū)設(shè)立生產(chǎn)基地。此外也有在歐洲等地設(shè)立生產(chǎn)基地的計劃，以確保公司參與海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備市場競爭戰(zhàn)略的實施。
海上風(fēng)力發(fā)電對于中國風(fēng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)而言，是一個新課題。然而，海上風(fēng)力發(fā)電市場這一新的經(jīng)濟(jì)增長點，又是中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展機(jī)遇。
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