隨著國家分散式風電相關政策的不斷推出, 人們對分散式風電的發展寄予了無限的期待, 中國可再生能源學會風能專業委員會秘書長秦海岩先生表示, 中國風電下一個希望的田野是分散式風電. 但截止2017年低, 我國分散式裝機佔比不足1%, 既暴露了發展的困境, 也預示了發展的潛力.
分散式風電發展的原則是 '因地制宜, 就近接入' , 國家要求發展的方向, 主要是中東南部低風速地區, 其意義在位於負荷中心, 能夠就地併網就近消納. 現有水平軸風機為了實現低風速, 普遍採用了增加槳葉長度和增加塔架高度兩種方法, 這必將增加風機的製造成本, 而水平軸風機產生的噪音和安裝在離居住環境較近區域的安全問題, 以及對於分散開來的機組設備的維護, 增加更大的工作難度, 不是專業的團隊是無法實現維護的, 給分散式風電的發展帶來了技術上和實施上的阻礙.
風力發電機組分為: 水平軸風力發電機和垂直軸風力發電機, 垂直軸風機更適用於分散式風力發電, 垂直軸風機結構簡單, 沒有風向的要求, 安裝維護方便, 沒有噪音, 長期以來被行業內專家學者譽為未來風機發展的方向. 但垂直軸風機10千瓦以上機型一直沒有大面積推廣應用, 其主要原因在於垂直軸風機存在著技術難題一直沒有得到解決, 如啟動, 控制, 振動和效率問題, 被稱為困擾垂直軸風機發展的四大世界技術難題, 影響了垂直軸風機的發展.
如今黑龍江安德新能源科技開發有限公司是當前世界上唯一成功解決世界四大技術難題並擁有自主智慧財產權的企業, 經過科技人員15年的潛心鑽研, 經過6代樣機測試, 3年的安全運行, 使垂直軸風機從效率上, 結構上, 安全上趨於完美, 使垂直軸風機具有發電效率高, 結構安全輕簡, 基本無噪音, 基本免維護, 投入成本低的全新一代全風能全風速垂直軸風力發電機組. 其主要機型有10千瓦至1000千瓦不等, 並可以按客戶要求進行設計製造. 尤其適合分散式, 分布式風電的使用.
分散式風電項目呈現多樣化, 對機組的適應性提出了個性化要求, 現有水平軸整機廠商對市場研究不足, 尤其是在定製化風機和小型化風機方面比較欠缺, 也沒有對分散式風電發展起到應有的引領作用. 適用於集中式風電的風機設備和解決方案並不能照搬到分散式風電項目中去, 而垂直軸風機的性能在分散式風電中具有得天獨厚的優勢.
1, 根據國家氣象局的評估數值顯示, 中東南部地區風速達到5米/秒以上的具備經濟開發價值的風能資源達10億KW, 發展空間及其巨大. 垂直軸風機在3米/秒的風速情況下就可以啟動發電, 由於垂直軸風機沒有風向的要求, 水平軸風機廠家預測的對風損失5%-10%電量是額外增加的, 垂直軸還沒有切出風速概念, 在強風狀態下不影響風機安全時可以繼續發電, 這是現有其它風機廠家無法做到的. 因此, 垂直軸風機在分散式風電中具有更高的發電效率.
2, 未來中東南部地區分散式風電開發, 將會更多採取租用工業園區, 開發區和大型工業企業閑置建設用地的方式, 特別是 '自發自用, 餘電上網' 的分布式風電項目, 直接租用用戶自有或臨近建設用地, 這就對風機的安全性, 安裝距離和噪音提出了更高的要求. 水平軸風機安裝距離要求設計規範是500米, 在空間上有了一定限制. 水平軸風機的葉尖速度是80米/秒, 強大的破風噪音對周圍環境的影響是不得不考慮的. 而垂直軸風機是順風向旋轉, 其葉尖速度是40米/秒. 安裝距離也沒有太遠的要求, 基本上不超過環境噪音, 也可以近距離的安裝在居住較近的區域. 因此, 對環境無影響無噪音的垂直軸風機更適合分散式風電的應用.
3, 集中式風電項目多地處偏遠, 遠離人員密集區, 即使發生倒塔, 失火, 葉片脫落等極端事故, 一般也不會造成其他損失, 而水品軸風機在分散式風電的應用上多採用高塔筒, 長槳葉技術, 靠近生產和生活區, 一旦發生此類事故, 極易造成風電場之外的重大附加損失甚至是人身傷亡事件. 隨之而來必然導致地方政府和公眾的恐懼和抵觸心理, 對分散式風電的發展造成致命打擊. 為此, 應用於分散式場景的風電機組應當滿足更高安全標準, 應用更多更新感測技術, 具備更多安全檢測與防護功能. 而垂直軸風機由於自身的輕簡結構, 更安全的運行速度, 更低的故障率, 使其更適合安裝在離居住環境較近的區域.
4, 運維方面, 以一個典型的5萬KW集中式風電項目為例, 需要配備一支10人左右的運維團隊, 每年的運維支出大約是300萬--500萬元. 約合60-100元/千瓦年. 垂直軸風機結構輕簡沒有複雜的變槳, 偏航系統, 沒有齒輪箱, 基本上免維護. 在採用遠程監督控制管理的模式下, 每年只需定期維護即可, 由廠家建立的區域維護中心即可輕鬆解決. 因此, 垂直軸風機更適合分散開來的風機設備的運維和管理.
5, 分散式風電原則上不修建專用的升壓站設施, 每MW容量可節約30萬元左右, 還可節約測風成本和道路成本. 以華能集團定邊公司狼爾溝示範風電場為例, 與當地集中式風電場相比, 單位千瓦造價節省超過200元. 而使用垂直抽風機, 由其結構簡單, 部件少, 在風機總體價格上沒有水平軸風機的變槳和偏航系統的製造成本, 由於其整體重量輕還可以節約基建成本和吊裝成本, 成本優勢顯著. 因此, 使用垂直軸風機開發分散式風電項目可以更快的收回投資.
當今世界, 能源需求的不斷上漲和環境保護的日益加強, 清潔能源的推廣和應用已成必然趨勢. 清潔能源正成為一種完全商業化且不需要補貼的能源, 作為清潔能源的主力風力發電事業, 必將為環境發展做出更大的貢獻.
