- 風(fēng)力發(fā)電廠
簡介:
在風(fēng)力發(fā)電廠裝置容量上,現(xiàn)階段世界最大風(fēng)力發(fā)電廠不過30多萬千瓦,相較于水力或火力甚至是核能發(fā)電機(jī)組動輒50萬千瓦以上,風(fēng)力發(fā)電廠的裝置容量對整體供電影響不大(對大多數(shù)國家而言),對于急需用電的國家而言,風(fēng)力發(fā)電廠顯然并不是一個好的應(yīng)急發(fā)展項(xiàng)目。此外,由于風(fēng)能無法被控制,風(fēng)力發(fā)電廠幾乎無法時時刻刻都處于滿載發(fā)電狀態(tài),雖然提高了裝置容量,卻無法使發(fā)電量有效增加,使得風(fēng)力發(fā)電廠幾乎都被當(dāng)成輔助電力來增加供電可靠度,并無法像核能、火力發(fā)電廠來當(dāng)成基載電力使用。
在附加價(jià)值方面,風(fēng)力發(fā)電廠除了可供給電力外,亦提供了寓教于樂、觀光休憩、環(huán)境美化等各項(xiàng)功能。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)
風(fēng)力發(fā)電機(jī)可簡稱風(fēng)機(jī),是構(gòu)成風(fēng)力發(fā)電廠的必要條件之一,主要由塔架、葉片、發(fā)電機(jī)等三大部分所構(gòu)成。運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)速必須大于每秒2至4米(依發(fā)電機(jī)不同而有所差異)不等,但是風(fēng)速太強(qiáng)(約每秒25米)也不行,當(dāng)風(fēng)速達(dá)每秒10至16米時,即達(dá)滿載發(fā)電,根據(jù)風(fēng)機(jī)類別的不同,IEC標(biāo)準(zhǔn)對最大耐風(fēng)速有不同規(guī)定,其中I類風(fēng)機(jī)約為每秒70米,所以好的風(fēng)場不但要一年四季吹風(fēng)的日子多,風(fēng)速的大小和穩(wěn)定也很關(guān)鍵。
由于每座風(fēng)力發(fā)電機(jī)皆可獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn),故每座風(fēng)力發(fā)電機(jī)均可視為單獨(dú)的風(fēng)力發(fā)電廠,是屬于一種分散式發(fā)電系統(tǒng)。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展歷史
早在十九世紀(jì)末,丹麥的氣象學(xué)家保羅?拉?庫爾(Poul La Cour)就已經(jīng)制造出第一部風(fēng)力發(fā)電機(jī),但當(dāng)時由于經(jīng)濟(jì)效益過低,風(fēng)力發(fā)電機(jī)并沒有受到重視,直到最近幾年,能源危機(jī)與環(huán)保意識抬頭帶動了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展,1980年代有55瓩的風(fēng)機(jī),到了1985年則開發(fā)出110瓩,到了1990年代,發(fā)展到了250瓩,1990年代中期有600瓩,2000年后則有2000瓩以上等級的風(fēng)機(jī)出現(xiàn)。目前,全球安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組超過了60000部以上,機(jī)組容量大多為600至3000瓩不等,目前主流機(jī)組為2000瓩,最大機(jī)組為5000瓩。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與規(guī)格
一般常見的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要結(jié)構(gòu)可分為葉片(Blade)、主發(fā)電機(jī)(Primary generator)、塔架(Tower),除此之外,還具備自動迎風(fēng)轉(zhuǎn)向、葉片旋角控制及監(jiān)控保護(hù)等功能。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商
Bonus (丹麥):于2004年底被西門子(Siemens)并購。
Enercon (德國)
Bard (德國)
Repower (德國)
Repower (德國):最近已被印度Suzlon收購近90%股份
Enron (美國)
Clipper (美國)
Gamesa (西班牙)
MADE (西班牙)
Mitsubishi 三菱 (日本)
Nordex (德國)
NEG Micon (丹麥):已在2003年時被Vestas并購。
Siemens (德國)
Suzlon (印度)
Vestas (丹麥):在全球風(fēng)力發(fā)電市場市占率達(dá)三成以上,海上風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)市場更高達(dá)七成,為目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)市占率最高的制造廠商。
淄博卡特風(fēng)電
金風(fēng)科技 (中國)
華銳風(fēng)電 (中國)
東方電氣 (中國)
國電聯(lián)合動力 (中國)
廣東明陽風(fēng)電 (中國)
上海電氣 (中國):2010年末與西門子合作成立西門子上海電氣風(fēng)電
湘電風(fēng)能 (中國)
遠(yuǎn)景新能源 (中國)
沈陽華創(chuàng) (中國)
浙江運(yùn)達(dá) (中國)
三一重工 (中國)
重慶海裝 (中國)
常牽 (中國)
風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商2010市占
陸上風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商全球市占(Based on Onshore Installations (World), 2010)
15%~20% : Vestas (丹麥)、GE Enerby
10%~12%: Gamesa (西班牙)、Enercon (德國)
8%~10%: Suzlon (印度)
5%~7%: Siemens (德國)、Sinovel Wind Group Co., Ltd、Acciona S.A
3%~5%: 金風(fēng)科技 (中國)、Nordex (德國)
離岸風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商全球市占(Based on Offshore Installations (World), 2010)
50%~55% : Vestas (丹麥)
30%~35%: Siemens (德國)
5%~10%: Sinovel Wind Group Co., Ltd
風(fēng)力發(fā)電廠建設(shè)
建設(shè)風(fēng)力發(fā)電廠除了需要豐沛的風(fēng)能與足夠的資金外,還需要注意建置地點(diǎn)、土地的取得、維修的便利度、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的高度(對飛航安全可能造成威脅)、與供電區(qū)域的距離與法令等相關(guān)問題的產(chǎn)生。風(fēng)力發(fā)電廠并不會產(chǎn)生廢熱,亦沒有溫室氣體的問題,只需穩(wěn)定風(fēng)力即可順利發(fā)電。
一般來說,平均風(fēng)速較小(小于3m/s)的地區(qū),因缺乏經(jīng)濟(jì)效益,較不適合設(shè)置風(fēng)力發(fā)電廠。
選址
由于風(fēng)遇障礙物時會消耗其能量,所以風(fēng)力發(fā)電廠最好設(shè)置在開闊區(qū)域以增加能量轉(zhuǎn)換效率,此外,風(fēng)向的穩(wěn)定性亦十分重要,除可增加風(fēng)能的取得外,更能延長風(fēng)機(jī)的壽命。目前,風(fēng)力發(fā)電廠的建置地點(diǎn)大致可以歸為以下兩類
陸地:舉凡陸地上所有地形(如山區(qū)、平地、海邊、沙漠、極地),幾乎都可以建置風(fēng)力發(fā)電廠,不過礙于法令與飛安的限制,部分地區(qū)雖風(fēng)能強(qiáng)勁,但是不能發(fā)展(例如機(jī)場附近)
海上:建置海上風(fēng)力發(fā)電廠(又稱離岸式風(fēng)力發(fā)電廠)是未來的發(fā)展趨勢。由于世界各國相繼大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電,已致陸地上可建置風(fēng)電地點(diǎn)快速減少,所以目前大型風(fēng)電廠的發(fā)展大多是以海上為主。如英國將興建的“倫敦陣列”(London Array),除此之外,丹麥、瑞典、德國亦有海上風(fēng)電廠。
需克服的問題
鳥擊
雷擊
鹽害
噪音
供電:長距離輸電線、供電不穩(wěn)
維修
中國大陸風(fēng)力發(fā)電廠概況
2005年:中國大陸已建成風(fēng)電場59座,運(yùn)行中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組共計(jì)1869部,總裝置容量達(dá)124.6萬瓩(1246MW)[10]。
2006年:共新增134.7萬瓩,總裝置容量達(dá)260.4萬瓩,居世界第六位。
2007年:總裝置容量較前一年增加一倍,達(dá)605萬瓩。
2008年:新增裝置容量達(dá)616萬瓩,為該年增量第二多的國家,排名亦超越印度達(dá)世界第五。
2010年:新增裝置容量為世界該年增量第一多的國家,總裝置容量居世界第一位。
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