随着国家分散式风电相关政策的不断推出, 人们对分散式风电的发展寄予了无限的期待, 中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩先生表示, 中国风电下一个希望的田野是分散式风电. 但截止2017年低, 我国分散式装机占比不足1%, 既暴露了发展的困境, 也预示了发展的潜力.
分散式风电发展的原则是 '因地制宜, 就近接入' , 国家要求发展的方向, 主要是中东南部低风速地区, 其意义在位于负荷中心, 能够就地并网就近消纳. 现有水平轴风机为了实现低风速, 普遍采用了增加桨叶长度和增加塔架高度两种方法, 这必将增加风机的制造成本, 而水平轴风机产生的噪音和安装在离居住环境较近区域的安全问题, 以及对于分散开来的机组设备的维护, 增加更大的工作难度, 不是专业的团队是无法实现维护的, 给分散式风电的发展带来了技术上和实施上的阻碍.
风力发电机组分为: 水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机, 垂直轴风机更适用于分散式风力发电, 垂直轴风机结构简单, 没有风向的要求, 安装维护方便, 没有噪音, 长期以来被行业内专家学者誉为未来风机发展的方向. 但垂直轴风机10千瓦以上机型一直没有大面积推广应用, 其主要原因在于垂直轴风机存在着技术难题一直没有得到解决, 如启动, 控制, 振动和效率问题, 被称为困扰垂直轴风机发展的四大世界技术难题, 影响了垂直轴风机的发展.
如今黑龙江安德新能源科技开发有限公司是当前世界上唯一成功解决世界四大技术难题并拥有自主知识产权的企业, 经过科技人员15年的潜心钻研, 经过6代样机测试, 3年的安全运行, 使垂直轴风机从效率上, 结构上, 安全上趋于完美, 使垂直轴风机具有发电效率高, 结构安全轻简, 基本无噪音, 基本免维护, 投入成本低的全新一代全风能全风速垂直轴风力发电机组. 其主要机型有10千瓦至1000千瓦不等, 并可以按客户要求进行设计制造. 尤其适合分散式, 分布式风电的使用.
分散式风电项目呈现多样化, 对机组的适应性提出了个性化要求, 现有水平轴整机厂商对市场研究不足, 尤其是在定制化风机和小型化风机方面比较欠缺, 也没有对分散式风电发展起到应有的引领作用. 适用于集中式风电的风机设备和解决方案并不能照搬到分散式风电项目中去, 而垂直轴风机的性能在分散式风电中具有得天独厚的优势.
1, 根据国家气象局的评估数值显示, 中东南部地区风速达到5米/秒以上的具备经济开发价值的风能资源达10亿KW, 发展空间及其巨大. 垂直轴风机在3米/秒的风速情况下就可以启动发电, 由于垂直轴风机没有风向的要求, 水平轴风机厂家预测的对风损失5%-10%电量是额外增加的, 垂直轴还没有切出风速概念, 在强风状态下不影响风机安全时可以继续发电, 这是现有其它风机厂家无法做到的. 因此, 垂直轴风机在分散式风电中具有更高的发电效率.
2, 未来中东南部地区分散式风电开发, 将会更多采取租用工业园区, 开发区和大型工业企业闲置建设用地的方式, 特别是 '自发自用, 余电上网' 的分布式风电项目, 直接租用用户自有或临近建设用地, 这就对风机的安全性, 安装距离和噪音提出了更高的要求. 水平轴风机安装距离要求设计规范是500米, 在空间上有了一定限制. 水平轴风机的叶尖速度是80米/秒, 强大的破风噪音对周围环境的影响是不得不考虑的. 而垂直轴风机是顺风向旋转, 其叶尖速度是40米/秒. 安装距离也没有太远的要求, 基本上不超过环境噪音, 也可以近距离的安装在居住较近的区域. 因此, 对环境无影响无噪音的垂直轴风机更适合分散式风电的应用.
3, 集中式风电项目多地处偏远, 远离人员密集区, 即使发生倒塔, 失火, 叶片脱落等极端事故, 一般也不会造成其他损失, 而水品轴风机在分散式风电的应用上多采用高塔筒, 长桨叶技术, 靠近生产和生活区, 一旦发生此类事故, 极易造成风电场之外的重大附加损失甚至是人身伤亡事件. 随之而来必然导致地方政府和公众的恐惧和抵触心理, 对分散式风电的发展造成致命打击. 为此, 应用于分散式场景的风电机组应当满足更高安全标准, 应用更多更新传感技术, 具备更多安全检测与防护功能. 而垂直轴风机由于自身的轻简结构, 更安全的运行速度, 更低的故障率, 使其更适合安装在离居住环境较近的区域.
4, 运维方面, 以一个典型的5万KW集中式风电项目为例, 需要配备一支10人左右的运维团队, 每年的运维支出大约是300万--500万元. 约合60-100元/千瓦年. 垂直轴风机结构轻简没有复杂的变桨, 偏航系统, 没有齿轮箱, 基本上免维护. 在采用远程监督控制管理的模式下, 每年只需定期维护即可, 由厂家建立的区域维护中心即可轻松解决. 因此, 垂直轴风机更适合分散开来的风机设备的运维和管理.
5, 分散式风电原则上不修建专用的升压站设施, 每MW容量可节约30万元左右, 还可节约测风成本和道路成本. 以华能集团定边公司狼尔沟示范风电场为例, 与当地集中式风电场相比, 单位千瓦造价节省超过200元. 而使用垂直抽风机, 由其结构简单, 部件少, 在风机总体价格上没有水平轴风机的变桨和偏航系统的制造成本, 由于其整体重量轻还可以节约基建成本和吊装成本, 成本优势显著. 因此, 使用垂直轴风机开发分散式风电项目可以更快的收回投资.
当今世界, 能源需求的不断上涨和环境保护的日益加强, 清洁能源的推广和应用已成必然趋势. 清洁能源正成为一种完全商业化且不需要补贴的能源, 作为清洁能源的主力风力发电事业, 必将为环境发展做出更大的贡献.
