理论教育 风力发电:替代能源之选,丹麦领先研制BONUS—1000型风力发电机

风力发电:替代能源之选,丹麦领先研制BONUS—1000型风力发电机

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:世界上第一个利用风力发电的国家是丹麦。1890年,丹麦制造了人类社会第一台风力发电机;到1910年,已有几百台5~25千瓦的风力发电机组在丹麦运行。丹麦是一个风力资源丰富的国家,风力发电被视为主要的替代能源。丹麦也正在加紧研制BONUS—1000型风力发电机,其叶轮直径80米,功率为1.5兆瓦。目前风力发电主要以中型风力机组成风力田向电网供电,电网不能到达的分散农户、通讯站、灯塔等等则使用中小型风力发电机供电。

风力发电:替代能源之选,丹麦领先研制BONUS—1000型风力发电机

世界上第一个利用风力发电的国家是丹麦。1890年,丹麦制造了人类社会第一台风力发电机;到1910年,已有几百台5~25千瓦的风力发电机组在丹麦运行。丹麦是一个风力资源丰富的国家,风力发电被视为主要的替代能源。该国的中型风力发电机还以可靠性好,性能价格比高而著称世界。

近几十年来,风力发电在世界范围内有了长足的进步。1981年到1991年间,风力机装机容量以每年平均65%左右的速度稳步增长,从1981年的34兆瓦跃增到1991年的2650兆瓦,到1995年,世界风力发电机的容量已达到3800兆瓦,发电量达到70亿千瓦时

1994年6月,美国世界能源观察所提供的研究报告中指出,1994年世界能源的发展趋式是:石油产量持平,风力发电增加,核电逐渐增加,太阳能电池增长减缓,天然气产量扩大,煤炭消费减少。由此可见,风力发电已在诸多能源方式,尤其是在可再生能源中独树一帜,成为对常规能源最具竞争力的新能源发电方式。

西方国家扶持发展风力发电的目的是希望风电能逐渐成为替代能源。各国曾规划在20世纪末风力发电量占其总发电量的10%左右,丹麦甚至计划在21世纪初风电占本国发电量的1/4,因而要求在较短的时间内解决风电中所存在的许多问题,在规模、成本和稳定输出上具备与常规能源相当的竞争力。20世纪80年代中期以来,风力发电的步伐越来越快,其主要趋势是:

(1)从小型机、中型机向大型机、巨型机发展。为了充分发挥风力发电的优势,尽量降低发电成本,在中小型技术成熟的基础上,打破了以前认为250千瓦是风力发电机极限输出的禁锢,一些国家和美国、丹麦、瑞典、德国、荷兰等都致力于500千瓦,750千瓦,甚至兆瓦级风力机的研制。美国研制的WTS—4型巨型风力机,中轮直径78.2米,设计转速30转/分,额定功率4兆瓦,已安装在怀俄明州进行试验。丹麦也正在加紧研制BONUS—1000型风力发电机,其叶轮直径80米,功率为1.5兆瓦。在德国,许多公司已能批量生产500千瓦的大型风力机,同时1兆瓦风力机的研制也已获得成功,并将很快投入批量生产。

(2)大力发展风电场,增加装机容量(www.daowen.com)

在兆瓦级巨型机组的技术尚未成熟之前,可以在一个风场上以几十台甚至几百台中型风力发电机群来替代大型风力机。其优点是技术已较完善,建设周期短,经济效益高。美国最具商业价值的是加利福尼亚州的三大风力场,1989年在风力场安装的风力发电机已有1.7万台,装机容量达150万千瓦。目前,美国风电场容量已接近200万千瓦,占世界总量的一半左右。丹麦的风电场因受地域限制,场址没有美国多,但容量较大,现在丹麦的风电场装机容量已超过50万千瓦,人均占有量居世界之冠。在风电场里,风力机及相应的维修设施,道路等等仅占有风力场面积的1%左右,剩余的区域仍旧可以用作农牧业或其他方面使用。错落有致的风力发电机一般相距几百米左右,只要设计规划得好,无疑将成为一片美丽的景观。

(3)高新技术应用于风力发电

由于现代风力机的设计不断改进,如改进翼形、增高塔架等等,改善了风力发电的运行特性。另外,现代高新技术诸如微机控制、并网技术、电力电子技术储能技术的应用,大大地提高了风力发电系统的可靠性、稳定性和发电效率。例如在美国加州的阿尔塔蒙特风力场,小小的计算机监视屏上,7000多台风力发电机的运行状态清清楚楚。绿色的显示表示运行正常,黄色的表示有小故障,而红色的则表示已停止运行,维修人员就可马上坐车出去维修。在特哈查比风电场,一个工作人员可以管理50台发电机,自动化程度之高可想而知。

目前风力发电主要以中型风力机组成风力田向电网供电,电网不能到达的分散农户、通讯站、灯塔等等则使用中小型风力发电机供电。由于风力发电的单机容量越来越大,技术水平越来越高,使得风电成本越来越低。据风能界预测,20世纪末风电价格将下降至3~4美分/千瓦时。因此,即使不考虑环境方面的优势,风力发电也将具有与常规能量竞争的能力。在未来10年内,提高风电在总发电量中的比例是完全可能的。

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