發展大風機:技術革命是關鍵
盡管不能簡單地認(rèn)為風電單機容量越大就越好,但從全(quán)球(qiú)範圍內風機技術發展的趨勢來看,提高(gāo)單機(jī)容量已是共同趨勢。特別(bié)是歐洲海上風電的發展以及我國“十二五”海(hǎi)上風電發展目標的提出,為海上風電發展帶來新(xīn)的機遇,而海上風電(diàn)的(de)發展對風電單機容量提出了更高要求,但隻有技術創新才是大功率風機發展的根本途徑。
從(cóng)國際風機容量看,提(tí)高單機容量是國際風電設備(bèi)技術發展的趨勢。一般來說,綜合風機製造、吊裝等因素單機容量越大,風機單(dān)位千瓦的造(zào)價就(jiù)越低。基於經濟效益的(de)優勢(shì),風機單機容(róng)量將朝更(gèng)大(dà)方向發展。
從國外風機技術發展趨勢來看,20世紀末(mò),歐(ōu)洲主流風電(diàn)機組單機容(róng)量為750千瓦,美國是500千瓦。進入21世紀,1500-2500千瓦的風(fēng)電機組成為歐美主(zhǔ)流機型。2010年(nián),全球風機平均單機容量(liàng)為1665千瓦。目前,德國Repower的5兆瓦和6兆瓦,Enercon的4.5兆瓦和6兆瓦風機已經開始批量生產,並投入運行。
從國內風機技術發展趨勢來看,2008年我國兆瓦級風機容量占風電總裝機容量的比重僅(jǐn)為56.2%,全國風機平均(jun1)單機容量僅為1046千瓦;到2010年底,我(wǒ)國兆(zhào)瓦級(jí)風機容量占風(fēng)電總裝(zhuāng)機容量(liàng)的比重達到(dào)80%,全國風機平均單機(jī)容量達到1278千瓦。
近期,中(zhōng)國風機製造商也紛紛開發(fā)大容量風機。2010年10月,麵向(xiàng)海上風電開發的(de)廣東明陽、國電聯(lián)合動力、沈陽華創3兆瓦以及上海電氣(601727,股(gǔ)吧)3.6兆瓦風機紛紛下線,華銳風電(601558,股吧)自主研(yán)發製造的5兆瓦風機下(xià)線;2010年10月,湘電集團(tuán)推出5兆瓦(wǎ)直驅海上風機;2011年5月華銳風(fēng)電的首台6兆(zhào)瓦風電機組麵世。
近年來,歐洲提出(chū)了2020年海上(shàng)風電規模達(dá)到(dào)4000萬千(qiān)瓦的宏偉目標,我國“十二五”風電發展規劃中也提出了2015年海上風電裝機容量達到500萬千瓦,2020年達到3000萬千瓦的目標。海上風電的發展給大容量風機(jī)技術發展帶來(lái)新的機遇。
受(shòu)海洋施工條件和技術成本的影響,海上(shàng)風電(diàn)需要更大容量(liàng)的風電機組。國(guó)外多個海上風電場投資統計(jì)數據顯示,海上風電場單位投資(zī)成本比(bǐ)陸上風電場(chǎng)高近(jìn)一倍。從風電項目成本構成(chéng)來看,海上風電項目風(fēng)機成本約占45%,支撐結構約占25%,入網成本約占21%,其他約占9%;陸地風電項目風機成(chéng)本約占64%,支撐結構占約16%,入網成本約占10%,其他(tā)約占10%。海上風電項目成本構成中支撐結構(gòu)占比(bǐ)比陸上風電場的(de)成本高出56%。因此,提高海上風電機組單機容量是提高單位麵積發電量,降低發電成本的重(chóng)要途(tú)徑。
2005年以來,短(duǎn)短5年我國風機設備製造業取得了巨大(dà)成績,盡管國內企(qǐ)業生產的風電機組不存(cún)在係統性的技術和質量問題,但我國企業仍(réng)不掌握核心的風電機組和風電場控製技術,機組的主(zhǔ)控係統和變流器等核心(xīn)技術及關鍵部件還(hái)依賴進(jìn)口,技術水(shuǐ)平與國外相比還存在較大(dà)差(chà)距,大部分風電機組低(dī)電壓穿越能力、有功和無(wú)功控製能(néng)力還不能滿足要求,這也是(shì)近年來我國風電機組事故多發(fā)的主要原因。因此,我國發展大型風電機組的關鍵是掌握大型風力發電機(jī)組的核心技術。
當前,國內風機關鍵零部件還不能適應整機大型化的需要是國內風機大型化發(fā)展的主要障(zhàng)礙(ài)之一。我國要在(zài)大(dà)功率機組研製(zhì)方麵趕超國際領先水平,關鍵是(shì)要掌握大型風力發電機組核心技術(shù)。海上風電技術的成(chéng)熟度不高以及海上環境的複雜性,使得(dé)建設海上風電場的風(fēng)險要(yào)遠遠高於陸上風電場。我國必須重視風電產業(yè)技術進步,加強風電機組核心技術研發,進(jìn)一步提(tí)高主控係統(tǒng)及變流器(qì)關鍵零部件等技術性(xìng)能,提高風電機組低電(diàn)壓穿越能力/高電壓穿越能力、有功/無功(gōng)功(gōng)率調節能力。
為了實(shí)現大風(fēng)機的產業化,技術(shù)革命是最根本的途徑。目前,對於大功率風機(jī)的研發,國內多數(shù)設備製造廠家選擇的是技術(shù)革新的(de)方法,而不是技術革命的(de)方法。新研發的各種(zhǒng)型號、各具特色的大功(gōng)率風機的(de)構(gòu)造原理是建立在小型風機基礎之上,在技術上並(bìng)沒有新的突破。基於這種模式,風電單機規模不可能無限提高。因此(cǐ),隻有(yǒu)技術創新和技術革命才是未來風電單機(jī)容量(liàng)向更大(dà)規模發(fā)展的根本途徑。