全覽海上風(fēng)電現狀與差異

大型化、變速運行、變漿距及無(wú)齒輪箱是世界風(fēng)電設備發(fā)展的新趨勢?，F在世界上 MW 級的風(fēng)電機組已具備了商業(yè)化價(jià)值，如美國的主流機型是 1.5 MW 風(fēng)機；丹麥主流機型是 2.0 ～ 3.0 MW 風(fēng)機；早在 2004 年的漢諾威工博會(huì )上，4.5 MW 的風(fēng)電機組即已面世。目前，單機容量最大的風(fēng)電機組，是德國 Re 鄄 power 公司生產(chǎn)的容量為 5 MW 的機組。

　　今后風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的趨勢是：更大容量、新型結構和材料、海上風(fēng)機。

　　近 20 年來(lái)，國際上大型機組風(fēng)電技術(shù)日趨成熟。在不斷降低風(fēng)力發(fā)電成本和擴大可經(jīng)濟利用的風(fēng)力資源量的目標驅動(dòng)下，國際上的風(fēng)電機組技術(shù)不斷向海上專(zhuān)用風(fēng)電機組發(fā)展。目前，MW 級以下風(fēng)電機組中仍廣泛采用失速調節技術(shù)方式，MW 級以上的新機組普遍采用了變槳變速恒頻的先進(jìn)技術(shù)。

近幾年，直接驅動(dòng)技術(shù)發(fā)展迅速，這種技術(shù)避免了齒輪箱這一傳動(dòng)環(huán)節和部件，使機組的可靠性和效率更高，發(fā)展前景良好。

目前，國際上大規模安裝的 2.5 ～ 3.5 MW 機組，普遍采用輕質(zhì)、高性能的玻璃纖維葉片，但更大的 5 ～ 10 MW 葉片則開(kāi)始嘗試引用碳纖維材料。為便于浮吊的施工，海上風(fēng)電場(chǎng)一般建在水深為 3 ～ 8 m 處。同容量裝機，海上比陸上成本增加 60%（海上基礎占 23%、線(xiàn)路占 20%；陸上僅各占 5% 左右），電量增加 50% 以上。

　　值得注意的是，即使存在主流風(fēng)機電機容量不斷擴大、向 10 MW 級巨型海上風(fēng)電機組發(fā)展的趨勢，歐美風(fēng)電產(chǎn)業(yè)認為 2 ～ 3 MW 級以下單機容量的機組仍將長(cháng)期存在，也就是說(shuō)，系列化多種容量機型將并存，以滿(mǎn)足各類(lèi)細分風(fēng)電市場(chǎng)需求。

　　中國擁有十分豐富的近海風(fēng)能資源。近海 10 m 水深的風(fēng)能資源約 1 億 KW，近海 20 m 水深的風(fēng)能資源約 3 億 KW，近海 30 m 水深的風(fēng)能資源約 4.9 億 KW。我國海上風(fēng)能的量值是陸上風(fēng)能的 3 倍，具有廣闊的開(kāi)發(fā)應用前景。

　　盡管海上風(fēng)力發(fā)電前景十分好，其開(kāi)發(fā)難度卻遠遠大于陸地風(fēng)力發(fā)電系統建設，直至上世紀 90 年代才有一些國家開(kāi)始實(shí)質(zhì)性嘗試。

2007 年年底，我國首個(gè)海上風(fēng)電項目--- 10 萬(wàn) KW 上海東海大橋海上風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)工建設。大連重工·起重集團在 MW 級風(fēng)電機組招標中一舉中標，成功與項目業(yè)主上海東海電氣公司簽訂了 34 臺首批單機容量最大的 3 MW 海陸兩用風(fēng)力發(fā)電機組。在國家、遼寧省、大連市政府的大力支持下，企業(yè)投資 2.4 億元，大連市工業(yè)發(fā)展資金補助 3000 萬(wàn)元，經(jīng)過(guò)一年多的努力，大連重工·起重集團相繼攻克了多項技術(shù)難關(guān)，打破了國外技術(shù)壟斷，為首臺 3 MW 風(fēng)電機組國產(chǎn)化研制提供了技術(shù)支撐，同時(shí)實(shí)現了 3 MW 增速機、輪轂、機座等核心部件的自主內部配套。今年年初，大連重工·起重集團研制的國內首臺具有自主知識產(chǎn)權的 3 MW 風(fēng)電機組成功下線(xiàn)，3 月 20 日，輪轂高度 90 多 m、葉輪直徑 90 多 m、重量 400 余 T 的風(fēng)機與海上基礎承臺連接安裝成功。

　　目前，除首臺 3 MW 風(fēng)電機組發(fā)往用戶(hù)現場(chǎng)外，同批研制的 4 臺整機樣機中的另外 3 臺機組正在做出廠(chǎng)前的最后并網(wǎng)測試。東海風(fēng)電場(chǎng) 34 臺 3 MW 風(fēng)機將于 2010 年上半年世博會(huì )前完成全部安裝和調試，并投入運營(yíng)。東海風(fēng)電場(chǎng)位于上海東海大橋東側 1 ～ 4 km、南匯岸線(xiàn)以南 8 ～ 13 km 的上海市海域。風(fēng)電場(chǎng)由 34 臺國內最大單機容量的風(fēng)電機組組成，總裝機容量 10.2 萬(wàn) KW，設計年發(fā)電利用小時(shí)數為 2600 小時(shí)，年上網(wǎng)電量為 2.67 億 KW.h。上海東海風(fēng)力發(fā)電有限公司負責投資、開(kāi)發(fā)東海風(fēng)電場(chǎng)項目，東海風(fēng)電場(chǎng)由上?？睖y設計研究院總體設計。

　　日本三菱重工預計，全球的風(fēng)力發(fā)電規模將急劇擴大，2008 年新增風(fēng)力發(fā)電設備容量 25 KMW，2013 年將再增加 50 KMW。三菱重工是日本國內唯一的大型風(fēng)力發(fā)電機制造商，目前占世界市場(chǎng)份額的 3% ～ 4%。三菱重工的環(huán)境、能源相關(guān)產(chǎn)品的銷(xiāo)售額規模，2007 年約為 1.9 兆日元，到 2012 年計劃將提高到 3 兆日元，風(fēng)力發(fā)電機是三菱重工的核心產(chǎn)品之一。三菱重工計劃積極參與海上風(fēng)力發(fā)電設備市場(chǎng)的競爭，如果進(jìn)展順利，最早于 2011 年在海外設立風(fēng)力發(fā)電葉片等設備生產(chǎn)基地，面向需求旺盛的歐美電力公司等銷(xiāo)售。他們預計，由于受到占地和設備運輸的制約，風(fēng)力發(fā)電的趨勢今后將會(huì )由陸地向海上轉移。因此，在大型風(fēng)力發(fā)電設備的生產(chǎn)上頗具競爭力的三菱重工，把占領(lǐng)世界海上風(fēng)電設備 10% 的市場(chǎng)份額作為其發(fā)展目標。他們計劃開(kāi)發(fā)額定輸出功率為 5 ～ 7 MW 級的大容量風(fēng)力發(fā)電機，葉片直徑約 130 m。目前，該公司自主生產(chǎn)的風(fēng)力發(fā)電機額定輸出功率為 2.4 MW，葉片直徑最大 95 m。

　　海上風(fēng)力發(fā)電的方式分為兩種，即在淺海的座底式和在深海的浮體式。

目前，座底式海上風(fēng)力發(fā)電已由荷蘭維斯塔斯風(fēng)電公司等在歐洲部分地區推向實(shí)用化，而深海浮體式海上風(fēng)力發(fā)電尚無(wú)先例。對此，三菱重工在擬定的產(chǎn)業(yè)規模中，將首先參與座底式，2 ～ 3 年后再著(zhù)手發(fā)展浮體式。他們計劃采取收買(mǎi)、合資等方式在墨西哥等美國東海岸地區設立生產(chǎn)基地。此外也有在歐洲等地設立生產(chǎn)基地的計劃，以確保公司參與海上風(fēng)力發(fā)電設備市場(chǎng)競爭戰略的實(shí)施。

　　海上風(fēng)力發(fā)電對于中國風(fēng)機生產(chǎn)企業(yè)而言，是一個(gè)新課題。然而，海上風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)這一新的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)，又是中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展機遇。