海上风力发电技术发展现状及趋势研究

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1、海上风力发电技术发展现状及趋势研究摘要：海上风能资源是一种清洁的永续能源，文章介绍了风力发电的原理，海上风电的优缺点，阐述了国内外海上风电的发展现状,探讨了海上风电场的技术特点及存在的技术挑战，并介绍了一种新型的储能方式。相信在各国政策的积极支持下，海上风能将得到更深入、更大范围的开发和利用。关键词：海上风电；技术挑战；储能装置；中图分类号：TM6文献标识码：AStudyonOffshoreWindTechnologyDevelopmentStatusandTrendsWangZhao-lei,ChenJiu-song,FeiXiang-jun,TangZhang-feng(Y

2、angzhouElectricPowerEquipmentManufactureFactory,225003)Abstract：Offshorewindresourcesisacleansustainableenergy,thepaperintroducestheprincipleofwindpower,theadvantagesanddisadvanZgesofoffshorewindpoweronthecurrentdevelopmentofoffshorewindpowerathomeandabroadtoexplorethetechnicalcharacteristic

3、softheoffshorewindfarmandthetechnicalchai1enges,andintroducedanewtypeofenergystorage.Ibelievethatoffshorewindenergywillbemorein-depthdevelopmentandutilizationofawiderrangeoftheactivesupportofnationalpolicies.Keywords：Offshorewind；Technicalchallenge；Energystorage一、风力发电的结构原理风力发电是把风能转变为电能的技术。为了

4、获得绿色的电能人们建造了陆上风电场与海上风电场。两者的发电原理相同，都是通过风力发电机实现，利用风力带动风轮叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，來促使发电机发电。目前主导的风力发电机组一般为水平轴式风力发电机，它由风轮、增速齿轮箱、发电机、偏航装置、控制系统、塔架等部件所组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能。发电机在风轮轴的带动下旋转发电。风轮是集风装置，它的作用是把流动空气具有的动能转变为风轮旋转的机械能。一般风力发电机的风轮山2个或3个浆叶（叶片）构成。风机叶片是风力发电技术进步的关键核心。在风力发电机中，已采用的

5、发电机有3种，即直流发电机、同步交流发电机和异步交流发电机。风力发电机中调向器的功能是使风力发电机的风轮随时都迎着风向，从而能最大限度地获取风能。一般风力发电机几乎全部是利用尾翼来控制风轮的迎风方向的。尾翼的材料通常采用镀锌薄钢板。限速安全机构是用来保证风力发电机运行安全的。限速安全机构的设置可以使风力发电机风轮的转速在一定的风速范围内保持基本不变。塔架是风力发电机的支撑机构，稍大的风力发电机塔架一般采用由角钢或圆钢组成的桁架结构。风力机的输出功率与风速的大小冇关。由于自然界的风速是极不稳定的，风力发电机的输出功率也极不稳定。风力发电机发出的电能一般是不能直接用在电器上的，先要

6、储存起來。目前风力发电机用的蓄电池多为铅酸蓄电池。二、海上风力发电的优缺点海上风能资源较陆上大，同高度风速海上一般比陆上大20%,发电量高70%,而且海上少有静风期，风电机组利用效率较高。目前，海上风电机组的平均单机容量在3兆瓦左右，最大已达6兆瓦，风电机组年利用小时数一般在3000小时以上，有的高达4000小时左右。海水表面粗糙度低，海平面摩擦力小，因而风切变即风速随高度的变化小，不需要很高的塔架，可降低风电机组成本。海上风的湍流强度低，海面与海上的空气温差比陆地表面与陆上的空气温差小，特别是在白天的时候，且没有复杂地形对气流的影响，因此作用在风电机组上的疲劳负荷减少，可延长

7、其使用寿命。陆上风电机组一般设计寿命为20年，海上风电机组设计寿命可达25年或以上在海上开发利用风能，受噪声、景观影响、鸟类影响、电磁波干扰等问题的限制较少。海上风电场不占陆上土地，不涉及土地征用等问题，对于人口比较集中，陆地面积相对较小、濒临海洋的国家或地区较适合发展海上风电。海上风能的开发利用不会造成大气污染和产生任何有害物质，可减少温室效应气体的排放，环保价值可观。但是，海上发电成本很高，海上风电场的设计同时要考虑风、浪、冰、海流等的作用和影响，海上作业难度大。如果发生故障维修起来要比