0 引言
我國低風速風能資源分布區(qū)域廣闊,并較為豐富。因往往臨近用電負荷中心,并網條件較好,開發(fā)利用此類風能資源成為目前我國風電發(fā)展的重點方向之一,并成為我國實現(xiàn)2020年節(jié)能減排目標及可再生能源發(fā)展目標的重要補充力量。
1 低風速市場逐漸打開
2011 年,國家能源局通過發(fā)布《分散式接入風電項目開發(fā)建設指導意見》,對分散式風電項目的定義、核準審批、項目規(guī)模等做了較為明確的要求。這意味著我國的風電發(fā)展戰(zhàn)略將由主要發(fā)展大型風電基地轉為大型風電基地與分散式開發(fā)并舉。作為兩個不同范疇方式的定義,風電的分散式開發(fā)并不完全等同于低風速風電場建設,但由于在對風電的分散式開發(fā)中,將更多地利用低風速資源,所以低風速型風電機組在分散式開發(fā)大舉推進的同時,越發(fā)受到市場關注。
額定功率1.5MW 風電機組采用直徑為82m 的風輪,一般針對于Ⅱ、Ⅲ類風區(qū)設計,至2010 年后市場中開始出現(xiàn)較多針對Ⅳ類風能資源區(qū)開發(fā)的新機型,使得1.5MW 型機組的風輪直徑達到87m,乃至93m。隨著技術的不斷改進以及市場的認可,低風速型風電機組的市場份額增長明顯,而風輪直徑在80m 以下的機組安裝量已相當稀少。與此同時,2MW 型風電機組的主要市場也由風輪直徑82m 向風輪直徑87m、90m、93m 轉變,其中風輪直徑在93m 機型的增長幅度最為明顯。
中國的地理環(huán)境決定著整機企業(yè)需要解決更多樣的技術問題,但也正是在解決這些技術問題的同時,中國的整機企業(yè)具有了更全面的風電機組研發(fā)能力,在面對海外市場類似情況時,能很快推出有針對性的產品。
由于全國范圍內可利用的低風速資源面積約占全國風能資源區(qū)的60% 以上,其比例超過不少有意利用風電的國家,因此,開發(fā)低風速風電機組技術,對于我國企業(yè)形成完備的產品體系,進一步參與海外市場,也具有相對重要的意義。例如,金風科技此前與新能源開發(fā)商MainstreamRenewable Power 就智利的一個風電場項目達成協(xié)議,將為其提供23 臺1.5MW 低風速風電機組。據金風科技公布的數(shù)據顯示,其低風速機型主要針對年平均風速6m/s 到8m/s 的弱風區(qū),其年均發(fā)電量比相同額定功率的機組高出5% 以上。
2 增大葉片所需的技術要求
事實上,低風速型風電機組在其基礎機型上的改進,并非僅僅加長葉片、增大風輪直徑那么簡單。
首先,需要對翼型進行新的開發(fā),充分考慮葉片加長所致的柔性、葉尖高速等問題,以及在低風速下實現(xiàn)功率輸出的穩(wěn)定性。同時,也需在考慮葉片的重量、強度以及成本的前提下,選擇合適的材料、工藝。