目前, 世界上绝大部分风电设备都安装在陆地上, 但人们早已把目光投向了海洋.
1, 1990年
瑞典安装了第一台试验性的海上风电机组, 离岸350米, 水深6米, 单机容量220千瓦.
2, 1991年
丹麦在波罗的海的洛兰岛西北沿海建成了世界上第一个海上风电场, 拥有11台450千瓦风力机, 能为2000~ 3000户居民供电.
3, 2000 年
兆瓦级风力机开始用于海上, 从而让海上风电项目初步具备了商业化应用价值.
4, 2002年
丹麦在北海海域建成了世界上第一座大型海上风电场, 安装2兆瓦风力机80台, 装机容量16万千瓦.
随后, 瑞典, 德国, 英国, 爱尔兰, 荷兰, 比利时, 法国等诸多欧洲国家都陆续投入了海上风电场的建设.
5, 2007年
在欧洲之外, 目前中国也在大规模建设海上风电场. 首台1.5兆瓦海上风电机组安装于渤海, 接入海上油田的独立电网.
6, 2010年
上海东海大桥建成第一个并网发电的海上风电场, 共有34台3兆瓦机组, 装机容量10.2万千瓦.
海上风电的优势
在大海上开发风电有着显而易见的劣势: 施工难度大, 维护困难, 成本较高. 一般认为, 海上风电的开发成本比陆上风电要高出50%. 那我们为何要建设海上风电场呢?
风力发电最关键的因素就是风的大小, 而海上风况普遍优于陆上, 离岸10千米的海上风速通常比沿岸要高出20%. 风力机的发电功率与风速的三次方成正比, 因而同等条件下海上风力机的年发电量能比陆上高70%. 同时海上很少有静风期, 因此风力机的发电时间更长. 通常来说, 陆上风力机的年发电利用小时数大约是2000小时, 而海上风力机往往能达到3000多小时.
对风电设备而言, 陆地地形复杂, 粗糙度高, 不同高度的风速常常相差很大, 导致风切变与湍流, 使得风轮上下受力不均衡, 可导致叶片振动, 疲劳乃至断裂, 同时传动系统也容易损坏. 而海上就很少有此类风险. 此外, 海上风电大多建设在距海岸数十千米处, 接近用电中心, 基本没有弃风之虞.
同时, 随着风力机的容量越来越大, 叶片的长度也随之剧增. 60米以上乃至上百米的叶片在陆上非常难以运输, 但在海上可以直接从叶片工厂海运至风电场.
随着陆地优质风能资源的逐步开发, 海上风电作为发展趋势已是可以预见的将来. 由于海上风电需要更专业的技术, 具有更广的适用性, 在未来的全球能源供应体系中, 海上风电的前景将比陆上风电更为广阔.
我国海上风能资源状况
我国海岸线长约一万八千多千米, 岛屿六千多个, 相对于陆地, 我国近海风能资源更为丰富. 根据中国气象局近期对我国风能资源的详查和评价结果, 我国近海100米高度层5~ 25米水深区风能资源技术开发量约为2 亿千瓦, 5~ 50米水深区约为5亿千瓦.
我国沿海各区域风能资源分布图
风能资源数值模拟表明, 台湾海峡是中国近海风能资源最丰富的地区. 海峡以南的广东, 广西, 海南近海风能资源亦较好. 从福建省往北, 近海风能资源逐渐减小, 到渤海湾又有所增强. 不过, 福建, 浙江南部, 广东和广西近海风能资源丰富的原因与台风等热带气旋活动有关, 开发时需要考虑灾害天气的影响.
海上风能资源是我国国家能源发展战略的重要组成部分. 国家风电 '十三五' 规划提出到2020年建设海上风电1500万千瓦(包括建成500万千瓦, 在建1000万千瓦). 各沿海省份在国家规划指导下陆续编制了本省海上风电中长期规划, 总规划容量为7422 万千瓦, 其中规划千万千瓦以上规模的省份有山东, 江苏, 福建和广东.