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作为自然界最常见的现象之一———风,一直是人们吟诵的对象。在我们的印象中,风能的利用只是现代才有的事,而在古代,它除了乘凉以外,似乎没有更多的用处了。
“其实我们人类利用风能已经有好几千年的历史了,我国就是世界上最早利用风能的国家之一。公元前我国人民就知道利用风力提水、灌溉、磨面、舂米。到了宋代更是我国应用风车的全盛时代,当时流行的垂直轴风车,一直沿用至今。”国家863计划能源技术领域后续能源技术主题“MW级风力发电机组及其关键部件研制”课题主要负责人武钢对笔者说。
我国风力资源丰富
据了解,到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能,但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74×109MW,其中可利用的风能为2×107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
“这些风能如果能好好利用起来,对于现在能源紧缺的局面会有很大改观的。”
我国位于亚洲大陆东南、濒临太平洋西岸,季风强盛。根据国家气象局估计,全国风力资源的总储量为每年16亿kW,近期可开发的约为1.6亿kW,内蒙古、青海、黑龙江、甘肃等省风能储量居我国前列,年平均风速大于3m/s的天数在200天以上。
“尽管我们有丰富的风力资源,但利用率并不是很大。根据2004年最新统计结果,在世界前十大装机国家中,我国排第十位,装机容量是764MW,而排在第一位的德国则是16629MW,是中国的20多倍,这其中一个重要原因就是我们的MW级风力发电机还没有形成规模。”武钢说。
MW级风力发电机组市场竞争优势明显
武钢认为,风力发电机单机容量的大型化在很长一段时间内将是风电业发展的趋势所在。据了解,世界新增装机平均单机容量从2001年的915kW增加到2002年的1087kW。“国家科技部、发改委在风电发展战略方面,敏锐地捕捉到这一讯息,制定了发展大容量风机的明确目标,我们的‘MW级风力发电机组及其关键部件研制’课题就是在这种情况下确立的。”武钢回忆道。
课题组研制成功的1.2MW变速恒频直接驱动型风电机组采用多级同步永磁电机与叶轮直接连接进行驱动的方式,从而免去了齿轮箱这一高故障率的部件,使其具有了传统风电机组所不具备的许多优势。
该机组具有单机容量大、千瓦配套费用低、发电效率高等优势,在中国将会受到越来越多风电业主的青睐。同时,采用先进的变速恒频直驱技术,使中国风电技术水平保持与国际先进水平同步,国产设备成本低,市场竞争优势明显。
据武钢介绍,风电机组约占风电项目造价的70%左右。根据已建工程经验,采用国产机组,项目造价在7000-8000元/kW,电价一般在0.4—0.55元/kW;采用进口机组,项目一般造价在8500-10000元/kW,电价约0.6元-0.8元/kWh。
“我们自己的兆瓦级风电机的研制成功,预示着大型机组开始可以国产化。一方面机组本地化能够极大地降低风电造价,提升中国风电项目的发展速度、规模、运行管理水平;另一方面将带动相关制造业快速健康发展,为顺利实现我国风电长远规划打好基础。”武钢高兴地说。
国产大型风电永磁电机研制将填补国内空白,结束我国不能生产大型永磁风电机组的历史,使国内风电制造业水平达到国际领先水平,在风电设备制造领域缩小我国与国际先进水平的差距,进一步提高国产风电机组质量,下降机组价格。
良好的产业化前景
由于风能利用技术的逐步成熟及公众对绿色能源需求的日益增长,风电产业的超常规发展,也由于国家对风电发展的鼓励与支持政策的出台和落实,目前国内对MW级机组的市场需求也呈现了明显的增长态势。
“随着国产MW级机组的研制成功和不断成熟,特别是直驱式永磁风力发电机组所具有的较强的电网适应性、运行可靠等方面的技术领先优势,以及国产化后成本的降低,我们的1.2MW风力发电机组的市场竞争优势将非常明显,预期具有良好的产业化发展前景。”武钢憧憬道。
据武钢透露,目前金风科技股份有限公司与国内有关单位合作,正紧锣密鼓的组织生产第二台样机,预计国产化率将进一步提高至90%以上。今年在乌鲁木齐经济技术开发区投资新建的1800m2的现代化MW级风力发电机组总装车间和MW级电机与变流装置全功率性能试验台架已经投入使用,公司将进一步加大投入,争取今年基本具备年产50台MW级机组的生产规模和能力。
文章来源:科技日报 |