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风电技术的发展趋势

作者/来源::世界风力发电网信息中心   发表时间:2009-07-05 08:00:00

风电技术的发展趋势01    单机容量增大 风电技术逐渐成熟,多样化的设计概念也逐渐走向统一。由于风力场中所采用的大的涡轮风机比小的更加经济,因而风机的容量不断增加。涡轮风机的容量将继续增大。一些制造商已经开发出了1000~2000kW级别的涡轮风机。而且,随着风机容量的增大,其中必然要采用一些新的复合材料和新的技术。大型机器更适合滨海风力场,在人口密度较高的国家,随着陆地风力场利用殆尽,滨海风力场在未来的风能开发中将占有越来越重要的份额。
    风电机桨叶的变化 2MW风机叶轮扫风直径已达72m,最长的叶片已做到50m。现有的大部分涡轮风机大都具有3个叶片,只有极少数涡轮风机还是只有2个叶片的类型,而且这种涡轮风机的数量还在进一步减少之中。涡轮风机技术现已是足够成熟,机器的可靠性极高,可利用率通常在98%~99%之间。桨叶材料由玻璃纤维增强树脂发展为强度高、质量轻的碳纤维。桨叶也向柔性方向发展。
    塔架高度上升 在中、大型风电机的设计中,采用了更高的塔架,以捕获更多的风能。在地处平坦地带的风机,在50m高度捕捉的风能要比30m高处多20%。
    控制技术的发展 近几年来发展了一种变速风电机。其取消了沉重的增速齿轮箱,发电机轴直接连接到风机轴上,转子的转速随风速而改变,其交流电的频率也随之变化,经过置于地面的大功率电力电子变换器,将频率不定的交流电整流成直流电,再逆变成与电网同频率的交流电输出。由于它被设计成在几乎所有的风况下都能获得较大的空气动力效率,从而大大地提高了捕捉风能的效率。试验表明,在平均风速6.7m/s时,变速风电机要比恒速风电机多捕捉15%的风能。同时,由于机舱质量减轻和改善了传动系统各部件的受力状况,可使风机的支撑结构减轻,基础等费用也可降低,运行维护费用也较低。这是一种很有发展前途的技术。

    海上风力发电 发展海上风电场也成为新的大型风机应用领域而受到重视。丹麦、德国、西班牙、瑞典等国都在计划较大的海上风电场项目。由于海上风速较陆上大且稳定,一般陆上风电场平均设备利用小数为2000h,好的为2600h,在海上则可达3000h以上。为便于浮吊的施工,海上风电场一般建在水深为3~8m处,同容量装机,海上比陆上成本增加60%(海上基础占23%、线路占20%;陆上仅各占5%左右),电量增加50%以上。