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風電機組國產化與容量問題

2014-08-01 來源:中國風電材料設備網 瀏覽數:1023


  一味地追求價格低廉,相同部件引進了多個廠家的產品,使機組的機型和配置復雜化,會導致后期的維修、維護、管理成本增加。因此,如果單純從一次性投資成本來看,早期的風電企業確實見證了風電設備價格的一路走低。但是,歸根結底,設備價格的降低不等于度電成本下降。
  2. 風電機組容量與葉輪直徑
  風力發電是一項新興產業,風力發電技術也是一項新技術,新技術就有一個逐步完善、改進、提高的過程。
  隨著科學技術的進步,新工藝、新材料的應用,風力發電技術水平也在快速提高。單機容量不斷增大,安裝場址從陸地發展到海上,機組型式從簡單的定槳距失速調節感應異步發電機發展到現在的變速變槳雙饋異步發電機,因而明顯地改進了風電機組的技術特性,特別強調地是提高了風電機組的發電效率。目前是各種不同技術水平的風電機組同時并存的階段,所以,在機組選型過程中應考慮其技術的先進性,選擇容量、葉輪直徑的科學性。
  風電機組設計者的目標是以最低的成本產生電能,就此目標來看,是否是機組容量越大越好,葉輪直徑越大發電效率越高?
  對火力發電機組來說,在一般情況下,機組的容量越大,其初參數越高,效率越高,在設計技術和制造工藝允許的情況下,開發大容量,無疑有利于機組經濟性的提高,一般來講,開發末級長葉片使機組的功率、效率均會增加,而葉片重量和自然條件對發電效率的影響均可忽略不計。然而,對風電機組來說,影響效率的因數眾多,更為復雜,在確定機組葉片的長度和容量時,應全面分析綜合考慮。
  究竟需要多大容量的風電機組才能使發電成本最低,這個問題已經持續爭論了很長時間。大型風電機組的支持者喜歡規模經濟性理論以及風速隨高度增加的原則來論證他們的觀點。另一個陣營則引用“平方- 立方法則”,即獲得的能量隨風輪直徑的平方增加而增加,而風輪質量(同時也是成本)隨其立方而增加,這是該陣營支持者所提出的觀點。
  事實上,這兩個觀點都是正確的,而且在規模經濟性和考慮風切變效應的“平方- 立方法則”之間存在折中,這種折中可以通過簡單的成本模型來進行研究。風電機組設計者的目標是以最低的成本產生電能,決定風電機組成本的關鍵是機組的容量。而機組成本又要受到當時的技術水平、機組所處環境條件的制約和影響。風電機組的容量決定了達到額定功率時的風速(即額定風速)。如果容量太大風電機組很少會達到額定功率,這樣傳動鏈和發電機的成本將不再用發電量調節。另外,如果容量過小低于最佳情況時,風輪及其支撐結構的成本則會過多地依賴于發電量。
  1.5MW 機組與5MW 機組的滿負荷風速值相差不大,在滿負荷風速以上時,兩種機型發電功率等于它們之間的兩額定功率之比;當低于額定風速段時,在同一風速下,機組的實際發電功率比就不一定等于其額定功率比,而對年發電量貢獻最大的主要是低于額定功率風速段,每千瓦的年發電量不僅由機組性能決定,還受到環境、氣候條件的影響。因此,為了使發電成本較低,在選擇機組容量時考慮的因素很多,不僅要考慮每個千瓦的市場價格,還應該考慮每千瓦的年發電量、風電場附屬設施的成本、澆筑基礎成本、占地成本、維修、維護成本等因數。最終,使機組20 年(甚至更高年限)的度電成本最低,投資者獲得最大的收益,這才是我們所應該追求的目標。

【延伸閱讀】

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