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風能展獨家直播:風電機組設計中的技術經濟分析—風電機組技術

2013-10-22 來源:北極星電力網 瀏覽數:701

  所以我們說主要有4個方面,一個是資金成本,因為建風電場,更多的要做資本運作,還有建設費用,還有機組造價,還有運維成本。這四個數據是大致的,不是很嚴格,因為樣本并不是很充分,所以只是大概的估算,大致上是這樣的比例關系。其中的話占到55%以上的前兩項和機組本身關系都不是特別大,因為主要是建設和資金運作方面的。所以我后面的問題是圍繞后面兩項和機組關系比較密切的,占整個風電成本45%,將近50%這部分來談。
  我們可以從機組這方面著手來開展工作的。我們說風電機組面臨的技術經濟問題,主要有三個方面,一個就是提高發電能力,一個是降低機組造價,還有一個就是提高可靠性。那么在可靠性這塊,又有兩個方面,一個是減少停機時間,還有一個降低運維成本。提高可靠性和降低機組造價這塊,我們把它歸作為和成本有關的。
  這里頭我就套用一個價值分析當中的公式,V等于F除C,這個公式很簡單,可能很多工程師都知道。V是產品的價值,F是產品的功能,C是實現功能的成本,他們之間的取值也比較明顯。對于風力發電來說,發電能力就是我們所說的風電當中的功能。你這個東西再好發電的功能實現起來有問題,或者打很大的折扣,那么這個東西的價值就不是那么很大了。但是總體來說是要提高它的價值,那么提高它的價值呢,可以在提高功能和降低成本這兩方面著手。
  那么具體來說的話,可以做這樣的概括吧,在降低機組造價,減少停機時間和減少備件消耗的時間提高發電量。我們用公式的三個因素把它做成一個表格,大概應該有這么一些可以采取的策略。把發電量和成本作為兩個座標來看,發電量分4個等級,一個是大幅度提高,一個是小幅度提高,一個保持不變,還有小幅度降低,那么成本類似,也有4個層級。我們這里面1234是可以采取的策略的4個等級,也就是說最好是第一個等級的情況出現了,發電量大幅度提高,而成本大幅度降低,這是最好的情況。但是這種情況比較理想,大家知道追求理想一個是不容易的,另外一個付出的代價是比較大的。所以更多的情況是2、3,或者是4。我把它定量化一些,大幅度就是提高6%及其以上,那么通常到10%就比較可觀了,再10%以上也不太容易,小幅度界定在2-5保持不變就在0上下有點浮動,大概是這樣的界定。
  我們來看影響發電量的因素,歸納起來有4個方面,一個是葉輪直徑,一個是能量轉換效率,傳動效率,和故障率,這里面葉輪直徑和故障率影響比較大。我們先來看直徑,直徑影響掃列面積,我們知道風電的功率是和掃列面積成正比,也就是說和直徑平方成正比,所以在很多情況可以采取提高葉輪直徑的方式來做。
  我把110米的直徑做了一種基準直徑,在這個基礎上,每增加2米,一直增加到128,我們來看一看,就是直徑的增加,掃列面積的增加,面積增量的增加,以及發電量增量的情況,大概是這樣的結果。這樣的結果,按照剛才說的大幅度,小幅度,或者基本不變的情況,只有第一種情況下基本上不變,第二到第四是小幅度增加,第五種是大幅度增加,應該追求大幅度增加。所以加大葉輪直徑可以看得出來,可以有效的提高發電量。
  第二能量轉換效率,因為風力發電機組是二次能源轉換裝置,先把風能轉換成機械能,然后再把機械能轉換成電能,這里面有兩大部件起核心作用。我們通過已有風力發電機組的數據可以知道,葉輪轉換的效率是用CP值度量的,發電機的效率假設用埃塔(音譯)度量,還可能碰到CP值和埃塔值,更多的情況大概在中間帶顏色的三個范圍之間,兩端是不太常見,或者達不到。太低了,價值很低,太高了,追求不到。綜合起來是在0.423-0.495之間。最小的到最大的相對增量是17%。

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