遠(yuǎn)景能源總經(jīng)理張雷告訴《中國能源報》記者:“此種動向是從質(zhì)疑‘低風(fēng)速區(qū)域沒有開發(fā)價值’的定論開始的。”
開發(fā)和利用低風(fēng)速資源必須解決“三大挑戰(zhàn)”,一是低風(fēng)速區(qū)域風(fēng)力稀薄,現(xiàn)有風(fēng)機(jī)技術(shù)難以捕捉;二是低風(fēng)速區(qū)域的機(jī)組若要達(dá)到與高風(fēng)速區(qū)域機(jī)組同等的功率輸出,就必須加大葉片以便捕獲更多的風(fēng)能,這將直接導(dǎo)致度電成本的增加;三是低風(fēng)速風(fēng)場的微觀選址要求很高,一般風(fēng)電企業(yè)不具備低風(fēng)速風(fēng)場設(shè)計能力。
正是這些挑戰(zhàn),讓遠(yuǎn)景能源洞見了低風(fēng)速領(lǐng)域的商機(jī),越發(fā)堅定了在這一領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的信念。而首先要做的就是,要在低風(fēng)速機(jī)組技術(shù)上取得有效突破,真正能夠設(shè)計出一款融合國際智慧而又適合中國低風(fēng)速區(qū)域的智能風(fēng)機(jī)產(chǎn)品。
于是,一個由遠(yuǎn)景丹麥全球創(chuàng)新中心的頂級技術(shù)專家和中國研發(fā)中心的資深產(chǎn)品開發(fā)專家所組成的國際研發(fā)團(tuán)隊開始了技術(shù)攻關(guān),2009年10月推出全球首款1.5兆瓦87米風(fēng)輪低風(fēng)速機(jī)組,相對于傳統(tǒng)的1.5兆瓦82米風(fēng)輪機(jī)組,在成本基本保持不變的情況下,這款低風(fēng)速機(jī)組可以有效增加發(fā)電量7%-11%,這令業(yè)界為之一振。“在低風(fēng)速區(qū)域也可以賺錢,風(fēng)電并網(wǎng)也不是問題,這正是我們需要的風(fēng)機(jī)。”國電龍源率先訂購這款低風(fēng)速機(jī)組,在安徽來安建設(shè)了我國首個低風(fēng)速風(fēng)場。
挑戰(zhàn)仍在持續(xù),遠(yuǎn)景能源國際研發(fā)團(tuán)隊向超低風(fēng)速風(fēng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域挺進(jìn),并再次取得突破。
2012年4月30日全球第一臺1.5兆瓦 93米超大風(fēng)輪智能風(fēng)機(jī)在安徽來安風(fēng)場并網(wǎng)發(fā)電。與1.5兆瓦87米風(fēng)輪機(jī)組相比,這款1.5兆瓦 93米超大風(fēng)輪智能風(fēng)機(jī)優(yōu)化了電氣傳動鏈設(shè)計, 充分結(jié)合了雙饋和直驅(qū)技術(shù)的優(yōu)點,在不同工況下智能切換,使得電氣傳動鏈在能量轉(zhuǎn)換效能上整體優(yōu)于其他設(shè)計,并且實現(xiàn)了低風(fēng)速下的能量捕獲的最大化。
張雷告訴記者,EN-93智能風(fēng)機(jī)的掃風(fēng)面積相比EN-87進(jìn)一步增加了13%,在5.5米/秒平均風(fēng)速下發(fā)電量相比EN-87提升9%以上,能夠?qū)崒嵲谠诘卦诘惋L(fēng)速風(fēng)場為客戶創(chuàng)造更多價值。
低風(fēng)速絕非簡單加長葉片
從理論上講,對于低風(fēng)速機(jī)組而言,由于其額定風(fēng)速低,若要達(dá)到與普通機(jī)組同樣的功率輸出,就必須加大葉片以便捕獲更多的風(fēng)能,但低風(fēng)速技術(shù)絕非簡單加長葉片這么簡單。可有些業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為“所謂低風(fēng)速風(fēng)機(jī)不過是將葉片加大而已”,這也讓低風(fēng)速風(fēng)機(jī)設(shè)計和制造陷入了誤區(qū)。
而遠(yuǎn)景能源國際研發(fā)團(tuán)隊出于對低風(fēng)速風(fēng)機(jī)技術(shù)的認(rèn)知力,讓他們遠(yuǎn)離這一誤區(qū),而是圍繞“提升低風(fēng)速風(fēng)機(jī)的能量捕獲性能,優(yōu)化電氣傳動鏈的能量轉(zhuǎn)換效能”進(jìn)行技術(shù)突破,取得了多項專利和專有技術(shù)成果,使機(jī)組發(fā)電性能優(yōu)勢成為可能。
遠(yuǎn)景的低風(fēng)速智能風(fēng)機(jī)根據(jù)風(fēng)機(jī)所處風(fēng)流的實時特性,動態(tài)優(yōu)化最優(yōu)切換點和切換模式,實現(xiàn)7m/s以下風(fēng)況的發(fā)電量的最優(yōu)捕獲,突破了靜態(tài)功率曲線的限制。
風(fēng)機(jī)的智能性還體現(xiàn)在遠(yuǎn)景獨到的最優(yōu)槳距角辨識自學(xué)習(xí)算法,通過實際運行數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動尋優(yōu),控制風(fēng)機(jī)搜索到最優(yōu)槳距角工作點。該算法可以克服仿真模型與實際風(fēng)機(jī)的差異,使風(fēng)機(jī)確實運行在最優(yōu)能量捕獲的狀態(tài),增加發(fā)電量。
遠(yuǎn)景能源獨有的低風(fēng)速捕獲算法,通過引入多變量狀態(tài)觀測的控制技術(shù),能夠讓機(jī)組在低風(fēng)速風(fēng)場提升超過3%的年發(fā)電量;特有的葉片氣動優(yōu)化技術(shù),讓機(jī)組年發(fā)電量提高超過3%。正是一系列的低風(fēng)速機(jī)組技術(shù)創(chuàng)新和突破,推進(jìn)了機(jī)組發(fā)電性能的提升,為低風(fēng)速風(fēng)場客戶創(chuàng)造了價值。
即使在低風(fēng)速機(jī)組成功并網(wǎng)后,遠(yuǎn)景國際研發(fā)團(tuán)隊仍然不懈地嘗試更多的低風(fēng)速技術(shù),以期進(jìn)一步提升機(jī)組發(fā)電性能。例如,采用先進(jìn)傳感技術(shù)(AST)和控制系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù),解決了高湍流下風(fēng)輪捕獲效率下降、偏航誤差大等諸多低風(fēng)速技術(shù)難題,使這款低風(fēng)速機(jī)組產(chǎn)品的發(fā)電性能得以提升,從而在超低風(fēng)速區(qū)域創(chuàng)造了新的商業(yè)價值點。
從目前的業(yè)內(nèi)情況看,大多數(shù)低風(fēng)速場項目在盈虧平衡點附近,這也凸顯了低風(fēng)速風(fēng)場設(shè)計對低風(fēng)速風(fēng)場項目的盈利至關(guān)重要性,而遠(yuǎn)景能源在低風(fēng)速風(fēng)場設(shè)計上的專有知識和經(jīng)驗以及獨有的低風(fēng)速數(shù)據(jù)儲存中心,可以為客戶的低風(fēng)速風(fēng)場具備良性的盈利基因。