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風力發(fā)電機發(fā)展的技術瓶頸及解決方向

時間:2010/6/16閱讀:1670
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一、成本問題
    *,發(fā)電系統(tǒng)的千瓦成本是與單機功率負相關的。增大單機功率的努力大體上就是出于遷就發(fā)電機成本特性的考慮,葉輪和塔架等采能構(gòu)件的成本因而大幅提升,效率也降低不少。在付出這些代價以后,仍只能做到兆瓦量級,與電機制造技術所能達到的水平還有數(shù)量級的距離,并且難以逾越。
    功率較小的風電機組的發(fā)展,解決了一些如別墅,村莊,野外工作所等離電源較遠,用電量又較大的單元的用電,但發(fā)電機成本的比例仍然很高。總體來看,現(xiàn)有技術沒能提供一個降低成本的系統(tǒng)性優(yōu)化方案,以致于大型風電廠的建設成本仍停留在8000/千瓦左右,小型風電機組的成本更高。
二、效率問題
    衡量一套風力發(fā)電機組的性能,效率是舉足輕重的。從風到電的轉(zhuǎn)化過程中大致可分為兩個階段,風力機的采能階段,即風到風機的軸功率轉(zhuǎn)換過程,和風機到發(fā)電機出電的階段,即風機軸功率到發(fā)電機電能的輸出功率過程。螺槳式風力機的理論風能利用系數(shù)極限值約為0.59,現(xiàn)有的大型風力發(fā)電機組的整機效率約40%左右,有的還在30%甚至以下。一塔一發(fā)電機一變壓器的結(jié)構(gòu),多級行星齒輪變速箱的插入,不但使效率降低,而且曾大了成本投入,機組可靠性降低,且機組變得異常的龐大笨重。如何使風力發(fā)電機組的效率zui大限度的提高,讓每一個風電專家傷透了腦筋。

三、解決的辦法及技術發(fā)展趨勢
    1、進一步優(yōu)化設計和制造風葉 風葉的設計和制造技術是決定風力發(fā)電機風能利用的關鍵,業(yè)內(nèi)人士普遍認為:在評價風力發(fā)電機的質(zhì)量和效果中,風葉的設計和制造技術占有zui大的比重;從受力及壽命角度考察又要求風葉的采用材料具有質(zhì)輕,高的強度,高的耐腐蝕性等物理化學性能,應逐步采用如碳素纖維等新型材料制造風葉;風葉設計采用一系列的*將有效提高利用系數(shù)和使用壽命。
    2、電機設計應盡可能采用*技術和*的原料、零件和配件 電機是將風能轉(zhuǎn)換成電能的部件,且又常年日夜工作,對其發(fā)電效率和可靠性要求很高,應采用如磁懸浮軸承技術,永磁技術及采用高質(zhì)量的軸承,絕緣漆銅線繞組等;

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