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| 【風(fēng)機(jī)】風(fēng)電今后趨勢(shì)：大容量新結(jié)構(gòu)材料海上風(fēng)機(jī) |
| （時(shí)間:2009-10-13 13:22:27） |
大型化、變速運(yùn)行、變漿距及無(wú)齒輪箱是世界風(fēng)電設(shè)備發(fā)展的新趨勢(shì)�，F(xiàn)在世界上MW級(jí)的風(fēng)電機(jī)組已具備了商業(yè)化價(jià)值，如美國(guó)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(huì)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(guó)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(shì)是：更大容量、新型結(jié)構(gòu)和材料、海上風(fēng)機(jī)。
近20年來(lái)，國(guó)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(dòng)下，國(guó)際上的風(fēng)電機(jī)組技術(shù)不斷向海上專(zhuān)用風(fēng)電機(jī)組發(fā)展。目前，MW級(jí)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(jí)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(dòng)技術(shù)發(fā)展迅速，這種技術(shù)避免了齒輪箱這一傳動(dòng)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(guó)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(kāi)始嘗試引用碳纖維材料。為便于浮吊的施工，海上風(fēng)電場(chǎng)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(jí)巨型海上風(fēng)電機(jī)組發(fā)展的趨勢(shì)，歐美風(fēng)電產(chǎn)業(yè)認(rèn)為2～3MW級(jí)以下單機(jī)容量的機(jī)組仍將長(zhǎng)期存在，也就是說(shuō)，系列化多種容量機(jī)型將并存，以滿(mǎn)足各類(lèi)細(xì)分風(fēng)電市場(chǎng)需求。
中國(guó)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(guó)海上風(fēng)能的量值是陸上風(fēng)能的3倍，具有廣闊的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。
盡管海上風(fēng)力發(fā)電前景十分好，其開(kāi)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(guó)家開(kāi)始實(shí)質(zhì)性嘗試。
2007年年底，我國(guó)首個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目---10萬(wàn)KW上海東海大橋海上風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)工建設(shè)。大連重工·起重集團(tuán)在MW級(jí)風(fēng)電機(jī)組招標(biāo)中一舉中標(biāo)，成功與項(xiàng)目業(yè)主上海東海電氣公司簽訂了34臺(tái)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(guó)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(bǔ)助3000萬(wàn)元，經(jīng)過(guò)一年多的努力，大連重工·起重集團(tuán)相繼攻克了多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)，打破了國(guó)外技術(shù)壟斷，為首臺(tái)3MW風(fēng)電機(jī)組國(guó)產(chǎn)化研制提供了技術(shù)支撐，同時(shí)實(shí)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(guó)內(nèi)首臺(tái)具有自主知識(shí)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(tái)連接安裝成功。
目前，除首臺(tái)3MW風(fēng)電機(jī)組發(fā)往用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)外，同批研制的4臺(tái)整機(jī)樣機(jī)中的另外3臺(tái)機(jī)組正在做出廠前的最后并網(wǎng)測(cè)試。東海風(fēng)電場(chǎng)34臺(tái)3MW風(fēng)機(jī)將于2010年上半年世博會(huì)前完成全部安裝和調(diào)試，并投入運(yùn)營(yíng)。
東海風(fēng)電場(chǎng)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(chǎng)由34臺(tái)國(guó)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(wàn)KW，設(shè)計(jì)年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)為2600小時(shí)，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(kāi)發(fā)東海風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目，東海風(fēng)電場(chǎng)由上�？睖y(cè)設(shè)計(jì)研究院總體設(shè)計(jì)。
日本三菱重工預(yù)計(jì)，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(guó)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(chǎng)份額的3%～4%。三菱重工的環(huán)境、能源相關(guān)產(chǎn)品的銷(xiāo)售額規(guī)模，2007年約為1.9兆日元，到2012年計(jì)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(jì)劃積極參與海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，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(xiāo)售。他們預(yù)計(jì)，由于受到占地和設(shè)備運(yùn)輸?shù)闹萍s，風(fēng)力發(fā)電的趨勢(shì)今后將會(huì)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(jìng)爭(zhēng)力的三菱重工，把占領(lǐng)世界海上風(fēng)電設(shè)備10%的市場(chǎng)份額作為其發(fā)展目標(biāo)。他們計(jì)劃開(kāi)發(fā)額定輸出功率為5～7MW級(jí)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(wú)先例。對(duì)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(jì)劃采取收買(mǎi)、合資等方式在墨西哥等美國(guó)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(jì)劃，以確保公司參與海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略的實(shí)施。
海上風(fēng)力發(fā)電對(duì)于中國(guó)風(fēng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)而言，是一個(gè)新課題。然而，海上風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)這一新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，又是中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展機(jī)遇。
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