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1、风力发电的发展状况与展望包?耳,胡红英风是清洁的可再生能源,地球上风能资源极其丰富,据专家估计,全世界风能资源总量为全年2?1012kW,即1%的地面风力就能满足全世界对能源的需求。由于风力发电技术的不断发展,风力发电已成为新能源技术中最成熟、最具开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。1?世界风力发电的发展状况??19世纪末丹麦人研制出世界上第一台风力发电机组,建成了世界上第一座风力发电站,随后多个国家相继研制了类型各异的风力发电设备。但由于当时风机技术较为落后、风电成本昂贵、人类对于能源和环境存在的潜在危机认识不足等原因,
2、风力发电的发展速度缓慢。第二次世界大战爆发,使世界风能技术的发展处于停滞。战后,到20世纪60年代,廉价石油的大量使用又使得包括风能在内的所有可再生能源都不受重视。1973年爆发的世界石油危机,使各国政府对新能源和可再生能源的利用给予高度重视。于是风电技术和国家政策等方面都有了长足进步[1-3]。1.1?风电装机容量近20年风电装机容量增速显著(见表1),平均年增长率超过30%[4]。全球风力发电量占总发电量的比例从1996年的0.1%增加到2008年的0.8%以上,其中德国、美国和西班牙风电发展较快,近10来风电装机容量一直
3、保持领先地位。2008年世界风电装机容量继续保持强劲增长势头,新增装机为2.6?107kW,累计装机达到1.2?108kW。中国、欧盟、美国仍在新增市场中占据80%左右的份额,美国新增装机量排名第一,累_______计装机量超过德国,成为世界风电第一大国,中国的风电装机也超过1?107kW,位居世界第四。2008年国际能源价格的大起大落以及金融危机基本没有影响全球风电的发展势头,一方面是由于风电目前在能源结构中的比例不高,风电成本与常规能源的差距不大,发展风电的经济代价在金融危机的影响下仍然能够承受;另一方面是由于世界各国仍看
4、好风电未来的成本下降以及大规模应用潜力。根据德意志银行、全球风能理事会、美国美林公司等众多机构和企业的预计,世界风电在未来5年内还将保持20%左右的增速。1.2?风电单机容量风力发电成本与风电机组容量相关,一般情况下,单机容量越大则风电成本越低。风电机组的技术沿着增大单机容量、减轻单位千瓦的重量、提高转换效率的方向发展。1985年风机的主力机型容量为55kW,1998年德国的单机平均容量达780kW,全球兆瓦级机组的市场份额明显增大,1997年以前不到10%,2001年则超过50%,2003年全球新增装机平均容量达1.2?10
5、3kW,主力机型已是兆瓦级[3]。单机容量在2004年~2006年又实现了跳跃式发展,世界各大风机制造商纷纷推出4?103~6?103kW的各种形式的大容量机型,并已在陆上和海上安装使用,同时也推出了1?104kW机型的概念。但是在进入2008年后,风电业界越来越多的人认同的观点是,现有的1?103~3?103kW三桨叶风机的主流地位还能继续保持至少5~10年,并且很有可能持续更长时间,其原因是在目前的技术路线下,叶片在30~100m的1?103~3?103kW风机是比较合适的规模,可以获得较大的电力输出,而5?103kW以上
6、容量的风机体积庞大,叶片过长,质量过大,在陆上应用会出现一系列的运输、安装难题,并且在不同的风资源条件下,风机的输出功率并不是随单机容量的增加而成比例的增加。因此一个普遍共识是,应用于陆上的风机,不是越大越好,风机技术发展应更加注重于通过技术和工艺的改进和提高,尤其是关键零部件的技术进步,来提高风机的质量以及长期运行可靠性,以增加风电场的输出功率,减少运行成本。5?103kW以上的大容量风机,将主要应用于海上。1.3?海上风力发电海上风电由于资源丰富、风速稳定、开发影响相关方面较少、不与其他项目争地和可以大规模开发等优势,受到
7、广泛关注。同等装机容量,海上风电场比陆上风电场年发电量可增加20%~50%。海上风电有近海(浅海)和深海两种方式,最主要的差别之一是机组的基础。深海机组的基座需要采用和近海完全不同的技术路线,即采用浮体式,尚处于概念和小容量示范阶段。2007年底荷兰BlueH公司在意大利Puglia的离岸17km、水深108m处,安装了一台容量80kW的深海风电原型机(双桨叶)和平台基座[4]。欧盟于2007年3月提出了到2020年海上风电装机容量要达到8?107kW。为实现这一目标,欧盟协调各国在研发、并网等方面的共同立场,主要包括[5]:
8、(1)将海上风电技术的研发列入技术支持的优先领域,给予财政支持;(2)在欧洲统一大电网的规划和建设中,首先将对北欧的海上风电经丹麦连接到波兰、德国等欧洲北部电网进行实验;(3)设立专门委员会,协调和解决海上风电并网和跨国销售问题;(4)制定海上风电并网的技术标准和技术要求。2
