風力發電技術的現狀與發展趨勢

4 發展趨勢

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隨著各國政策的傾斜和科技的不斷進步,世界風力發電發展迅速,展現出了廣闊的前景.未來數年世界風力發展的趨勢如下.

4.1 風力發電從陸地向海面拓展

海面的廣闊空間和巨大的風能潛力使得風機從陸地移向海面成為一種趨勢.目前只有少數國家建立了海上風電場,但預計從2006 年開始,歐洲的海上風力發電將會大規模地起飛.

4.2 單機容量進一步增大

自MW級風力機出現后,風力機的尺寸和發電機組的單機容量增長速度加快.截至2003年,商品化的風力機風輪直徑達到120m,單機容量達到4.5MW.隨著各項技術的成熟,更大容量的風力發電機組將從實驗室走向工業應用.

4.3 新方案和新技術不斷被采用

在功率調節方式上,變速恒頻技術和變槳距調節技術將得到更多的應用;在發電機類型上,控制靈活的無刷雙饋型感應發電機和設計簡單的永磁發電機將成為風力發電的新寵;在勵磁電源上,隨著電力電子技術的發展,新型變換器不斷出現,變換器性能得到不斷的改善;在控制技術上,計算機分布式控制技術和新的控制理論將進一步得到應用;在驅動方式上,免齒輪箱的直接驅動技術將更加吸引人們的注意.

在技術上,經過不斷發展,世界風力發電機組逐漸形成了水平軸、三葉片、上風向、管式塔的統一形式.進入21世紀后,隨著電力電子技術、微機控制技術和材料技術的不斷發展,世界風力發電技術得到了飛速發展,主要體現在:

1)單機容量不斷上升,單機容量為5 MW 的風機已經進入商業化運行階段;

2)變槳距功率調節方式迅速取代定槳距功率調節方式,采用變槳距調節方式避免了定槳距調節方式中超過額定風速發電功率將下降的缺點,德國2003年上半年所安裝的風機中91.2%采用的是變槳

距調節方式;

3)變速恒頻方式迅速取代恒速恒頻方式,變速恒頻方式可通過調節機組轉速追蹤最大風能,提高了風力機的運行效率,德國2003年上半年所安裝的風機中90.5%采用的是變速恒頻方式;

4)無齒輪箱系統的直驅方式增多,去掉齒輪箱雖然提高了發電機的設計和制造成本,但有效地提高了發電系統的效率和可靠性,德國2003年上半年所安裝的風機中40.9%采用的是無齒輪箱直驅方式.

4.4 風力發電機組更加個性化

適合特定市場和風況的風力機將被更多地推出,目前,德國的Repower公司已經推出了這方面的

產品.

4.5 從事風力發電的隊伍進一步擴大

隨著對風力發電誘人前景認識的深入和更多優惠政策的出臺,更多的新成員將加入風力發電產業,例如2002年初剛涉足風能業務的GE風能公司和英國的FKI公司.