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歐洲風(fēng)電發(fā)展可為中國(guó)提供借鑒
2014-06-27
來(lái)源:CWEA《風(fēng)能》
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人類對(duì)風(fēng)能的應(yīng)用可以追溯到5000年前古埃及人用風(fēng)帆驅(qū)動(dòng)尼羅河上的航船,公元前200年中國(guó)人用風(fēng)輪提水灌溉,波斯人用垂直軸風(fēng)輪磨面。在歐洲,丹麥?zhǔn)亲钤缋蔑L(fēng)能發(fā)電的國(guó)家,1891年丹麥的物理學(xué)家PoulLaCour和他的學(xué)生團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制造了一臺(tái)現(xiàn)代意義上的風(fēng)力發(fā)電機(jī),用來(lái)電解學(xué)生做實(shí)驗(yàn)用的氫氣和照明。PoulLaCour為了解決發(fā)電輸出不穩(wěn)定的問(wèn)題,后來(lái)發(fā)明了一種調(diào)節(jié)器。1895年一個(gè)穩(wěn)定輸出的風(fēng)力發(fā)電站建成,供一個(gè)叫Askovde村莊使用,奠定了現(xiàn)代風(fēng)電技術(shù)的雛形和應(yīng)用經(jīng)典。1940年,二戰(zhàn)期間出現(xiàn)了當(dāng)時(shí)最大的1.25MW的兩葉片風(fēng)電機(jī)組Grandpa`sKnob,給一個(gè)區(qū)域電網(wǎng)供電。后來(lái)丹麥人提出了一種劃時(shí)代的整機(jī)結(jié)構(gòu),即所謂的“丹麥概念(DanishConcept)”,以固定槳葉、鼠籠式異步發(fā)電機(jī)、直接連網(wǎng)、固定轉(zhuǎn)速控制、主軸承、主軸、齒輪箱為技術(shù)標(biāo)志。丹麥概念在風(fēng)電發(fā)展的過(guò)程中起到了先驅(qū)作用,為后來(lái)先進(jìn)的偏航、變槳、變速、雙饋異步發(fā)電機(jī)技術(shù)路線打下了基礎(chǔ)。20世紀(jì)70年代,當(dāng)石油價(jià)格暴漲和由于國(guó)際政治爭(zhēng)端導(dǎo)致的石油禁運(yùn)發(fā)生以后,在歐洲重新出現(xiàn)了對(duì)風(fēng)電技術(shù)開(kāi)發(fā)的熱潮,政府和企業(yè)支持各種與風(fēng)電技術(shù)相關(guān)的研究項(xiàng)目。這個(gè)時(shí)期可以被認(rèn)為是歐洲風(fēng)電第一個(gè)大發(fā)展的階段。隨后,德國(guó)、丹麥、荷蘭、英國(guó)等紛紛出臺(tái)政策,促進(jìn)風(fēng)電機(jī)組的工業(yè)化和市場(chǎng)化研究,研制包括單葉片、雙葉片、三葉片乃至垂直軸的多種風(fēng)電機(jī)組。1990年代初已經(jīng)做出了單機(jī)容量達(dá)3MW、雙葉片和液壓變槳的風(fēng)電機(jī)組——AerolusII,其安裝后共運(yùn)轉(zhuǎn)了17年,在2008年完成了歷史使命后被報(bào)廢。AerolusII在當(dāng)時(shí)的成功預(yù)示著研發(fā)大型風(fēng)電機(jī)組是可行的。在這臺(tái)機(jī)組之后,一些大功率風(fēng)電機(jī)組的研制出現(xiàn)了失敗,使工程師們認(rèn)識(shí)到大型風(fēng)電機(jī)組的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)代價(jià)。同時(shí),此前的單葉片,雙葉片技術(shù)路線和三葉片相比也顯示出當(dāng)時(shí)技術(shù)上的不足,所以90年代中期逐漸形成了以三葉片設(shè)計(jì)為主流的技術(shù)路線,單機(jī)功率也從300kW、400kW開(kāi)始,不斷發(fā)展到600kW和750kW等。在雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)不斷完善,機(jī)組功率不斷增大,市場(chǎng)占有基本一統(tǒng)天下的同時(shí),德國(guó)人以其從來(lái)不輕易跟隨的性格,成功地開(kāi)發(fā)出直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī),Enercon和Vensys兩家德國(guó)企業(yè)的直驅(qū)技術(shù)概念引領(lǐng)著當(dāng)今25%-30%的國(guó)際風(fēng)電市場(chǎng)。
近15年,風(fēng)能利用可以說(shuō)除了計(jì)算機(jī)和通訊產(chǎn)業(yè)以外是發(fā)展最快的技術(shù)產(chǎn)業(yè),在“雙饋”和“直驅(qū)”兩種技術(shù)方案為陸上風(fēng)電市場(chǎng)主流的前提下,面對(duì)海上風(fēng)電,出現(xiàn)了一些創(chuàng)新性的概念與技術(shù)方案來(lái)應(yīng)對(duì)海上風(fēng)電的技術(shù)難題,如中速傳動(dòng)概念(HybriDrive,F(xiàn)usionDrive),高速永磁概念,SCD(SuperCompactDrive)設(shè)計(jì)等。機(jī)組的功率也越來(lái)越接近10MW,最具代表性的如Vestas的雙饋方案V164-8MW,葉輪直徑164米,功率8MW,是全球最大的機(jī)組;Enercon的E126—7.5MW是直驅(qū)方案的代表;而明陽(yáng)風(fēng)電的SCD6.5MW-145則是集中速傳動(dòng)和緊湊設(shè)計(jì)于一體的最具先進(jìn)性的創(chuàng)新方案。
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