由于陸上風(fēng)電機受運輸、安裝等條件的限制,單機容量2MW是風(fēng)電機發(fā)展的極限,這主要是因為風(fēng)電機容量達到2MW后,槳葉長度將達到60-70m,陸上運輸極為困難,安裝用的吊車容量將超過1200-1400t。這種容量的吊車,除了在歐美等發(fā)達地區(qū)(也僅有有限的幾臺)外,其余地區(qū)基本沒有。同時,在西歐等發(fā)達地區(qū),人口較稠密,安裝風(fēng)電機的地點受到較大的限制,人們很自然地把眼光放在海上風(fēng)電場。為了適應(yīng)海上風(fēng)電場的發(fā)展,歐盟于1999年6月在阿姆斯特丹發(fā)布2000-2010年能源白皮書,其中將開發(fā)3-5MW容量等級的風(fēng)電機作為工作重點之一。
歐洲許多大學(xué)、研究所、制造廠商紛紛推出各種新型海上風(fēng)電機概念,其中最受廣泛注意的是綜合以下技術(shù)的風(fēng)電機:3槳葉,下風(fēng)向;無變速箱;多極發(fā)電機與風(fēng)輪直聯(lián);翼型塔架(對風(fēng)系塔架);調(diào)向系統(tǒng)在塔架底部;變速恒頻等。
3-5MW海上風(fēng)電機的主要特點為:運輸問題可以通過海上直接運輸(制造廠設(shè)在海邊),安裝時可以通過大容量海上浮吊來解決。海上浮吊的容量大,超過1500t的浮吊比較普遍。
通常,陸上風(fēng)電場的成本構(gòu)成為:風(fēng)電機約占70%,基礎(chǔ)設(shè)施(基礎(chǔ)電網(wǎng)、道路等)約占30%。而海上風(fēng)電場的成本構(gòu)成為風(fēng)電機約占30%,基礎(chǔ)設(shè)施(基礎(chǔ)、海底電纜等)約占70%。但海上風(fēng)電場由于風(fēng)力資源好,每年發(fā)電量可比陸上風(fēng)電場高出50%。同時,大容量的海上風(fēng)電機由于采用上述新技術(shù),其成本下降,運行可靠性增加,運行成本降低,這樣就可以做到發(fā)電成本等于或低于陸上風(fēng)電場。
3我國當前風(fēng)電機技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及差距