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海上风电与陆上风电的区别

日期:2020-02-04    来源:谭老师地理工作室

国际新能源网

2020
02/04
08:17
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关键词: 海上风电 陆上风电 风电场

   陆上风机很多人都见过了,高七八十米的三叶风机,一排一排的在转。但海上风机大家就不常见了。
  与陆地风电相比,海上及潮间带风电机组所处的环境与陆地条件截然不同,海上风电技术远比陆地风电复杂,在设计和建设海上风场过程中,我们将不得不考虑海上恶劣自然条件和环境条件带给我们的影响。如盐雾腐蚀、海浪载荷、海冰冲撞、台风破坏等制约因素。
  海上风电建设不同于其他项目建设,牵扯到海域功能的区分,航道,电缆的铺设,海上风机的设计、施工和安装,并网,环保,甚至国防安全等一系列问题。
  而相对于陆上风电,海上风电由于远离海岸,风电机组在恶劣的海洋环境影响下,螺栓等易损件失效加快,机械和电气系统故障率大幅上升,导致检修维护的频次加快,同时运行与维护需要特殊的设备和运输工具,导致锋利及的维护支出大大增加。
  据国网能源研究院统计,海上风电的平均投资成本约为陆上风电的2.8倍。
  那么既然海上风电的各种条件不如陆上,那为什么还要开发海上风电呢?
  具体来说,海上风电相比陆上的优势还是明显的:
  1.海上的风平稳
  风机运行是否良好,最关键就是看风的大小了,海上的风普遍比陆上大。陆上的地形高低起伏,对地面的风速有很大的减缓作用,所以陆上风机都树立得高高的,以便利用高空比较大的风,但由于地形问题,陆上各个高度的风速相差很大,这就导致风切变大(垂直方向的风速变化),使得风轮上下受力不均衡导致传动系统容易损坏。而海上就没有这个问题,海平面一般都很平,风基本没阻力,平均风速高,并且风切变也小于陆上,再加上海上的风向改变频率也较陆上低,因而海上的风能很平稳。
  2.风机利用率更高
  风机的发电功率与风速的三次方成正比,海上的风速比陆上高20%左右,因而同等发电容量下海上风机的年发电量能比陆上高70%。如果陆上风机的年发电利用小时数是2000小时,那海上风机就能达到3000多小时。
  3.单机装机容量更大
  风机的单机发电容量越大,同一块地方的扫风面积和利用风的能量越多,也就是资源更充分利用。而单机容量越大,发电机就越大,叶片也就越长。陆上最大的问题就是运输问题,长近上百米的叶片(拆成两段也有几十米)在陆上是很难运输的,而在海上就不存在这个问题,直接用船拉过去就好。例如世优电气参与的陆上风机风机项目最大也就2.5MW,而参与的湘电平海湾海上风机直接就是5MW起步。在中国市场,一部5MW的风力发电机可以不消耗任何能量仅从空气中获取超过4亿人民币的电能。
  4.不占地、不扰民
  陆上土地资源的稀缺性,耕地红线不能动,林地不能建等等。随着陆上风电的发展陆上风资源好的地方越来越少,而且风机噪音对居民和动物的影响也比较大,有研究机构专门研究过风机对野鸭会造成影响;然而海上建设风场就不存在这些问题,并且我国是个海洋大国,海岸线长度超过1.8万公里,居世界第四位。
  5.距离用电负荷近
  我国辽阔的大西北建设了大量的风电场,这些风场无疑都得通过特高压、超高压线路输送到东南沿海的用电负荷中心,距离超过两三千米。而海上风场基本都建设在沿海一两百公里处,距离负荷中心较近,并且常年有风,所以很适合电负荷中心的需求。
  基于以上优势,建设海上风场是发展趋势。虽然海上风电正在起步阶段尤其是我国,但总体来说各国都在向海上风电发展,未来的全球能源供应体系中,海上风电会比陆上风电前景更广阔。
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