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海上风电的未来将呈现怎样的景象?

国际新能源网  来源:沈工大新能源科学与工程  日期:2018-02-10
  从诞生至今,海上风电的历史还不到30年,其技术革新之迅猛令人印象深刻。如果以这种速度发展下去,未来的海上风电将会呈现怎样的景象呢?
 
  最明显的趋势,是风力机的进一步大型化。现今叶片制造技术以及传动系统性能的持续改善,使得风力机可以使用更大型的叶片,相应地提高了单机容量。目前主流海上风力机的单机容量已经达到6兆瓦,风轮直径达150米。运用更大型的机组,能够通 过提高可靠性以及在同功率情况下缩减基础制造与吊装成本,来获得更好的经济性。预计到本世纪20年代,单机容量为10兆瓦的海上风力机将会投入商业化应用,而到30年代,单机容量为15兆瓦的机组将能够面市。
 
 
  当今我国乃至世界上建成的海上风电场绝大多数为近海风电场。未来,海上风电势必会向深远海发展,因为深远海范围更广,风能资源更丰富,风速更稳定,也不会与海上渔场、航线等发生冲突。前文介绍的风力机基础都需要与海床结合来提供承载力,而深海风力机要是仍然使用这一形式,其基础的尺寸和造价将随着水深急剧增加。也就是说,深海风力机将只能选择用海水的浮力来负担载荷的方法,即漂浮式基础。
 
 
  漂浮式基础的使用,能让风力机摆脱不同海床条件的束缚,使基础的设计标准化,最大限度地减少海上作业。同时它将具有良好的机动性,在需要维修或是躲避台风时,可以轻易地解除固定的锚索返回港口。2017年10月,全球首个商业化运行的大型海上漂浮式风电项目—海温德苏格兰(Hywind Scotland)漂浮式风电场已在英国海域投入运行,这个风电场拥有5台6兆瓦风力机,每座风力机通过长达100余米的漂浮式基础与3条连接海底的 锚索矗立,总重量高达11200吨。我国也已经着手漂浮式风力机的研究,计划在2019年开建首个海上漂浮式风电项目。
 
 
  目前,即使是建设中的距岸45千米的江苏大丰海上风电场,仍然计划使用连接简单、成本较低的高压交流电向陆上供电。但随着大规模深远海风电的开发,交流输电便会受到输送距离的限制,直流输电将成为海上风电远距离送出的发展方向,特别是可自动调整电压、频率、功率的柔性高压直流(VSC-HVDC)将具备经济优势。例如,德国距岸130千米的博尔温1(BorWin1)海上风电场(装有80台5兆瓦风机),先通过海上升压站将电压升至155千伏,再通过海上换流站转换为150千伏直流电输往大陆。我国南澳示范工程在国内首次使用柔性直流输送技术,将位于南澳岛上的多个风电场接入距离40千米的陆上电网,并保留未来接入  海上风电场的能力。
 
  国际可再生能源机构认为,到2030年,全球海上风电的装机总量将达到1亿千瓦。到那时,或许巨大的风车将成为孩子们对海洋的第一印象。
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