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單機25MW的海上風機！永磁直驅發電機可以不依賴稀土了

2019-06-19 來源：歐洲海上風電作者：甄志烏吉爾瀏覽數：1067

隨著海上風電的蓬勃發展，機組逐漸朝單機容量大型化趨勢發展，永磁直驅技術或將被越來越多的廠家所采用，比如西門子歌美颯目前主推的SG 8.0-167 DD和未來主打的10MW機組，GE開發的世界最大海上風電機組Hailiade X 12MW都是采用該技術……

　　本次在廣東陽江召開的全球海上風電大會上，各大整機商也介紹了自家未來海上風電機組的技術趨勢，其中明陽采用半直驅，遠景是傳統高速齒輪，金風一如既往的堅持直驅技術、上海電氣選擇直驅，海裝是中速永磁+半直驅，湘電一直以來也是永磁直驅的擁躉。而長期以來，永磁直驅機組依賴的最原始資源正是中國擁有著全球儲量三分之一以上的地下寶藏——稀土。

　　隨著中美貿易的不斷升溫導致中國可能限制稀土出口以及計算機、電動汽車等行業對稀土需求的不斷增強，稀土在市場上也變得越來越“緊俏和稀缺”。對于同樣需要稀土資源的大型永磁直驅海上風電機組，歐洲同行們變得越來越敏感和焦慮。正如華為早有備胎戰略，歐洲人也正在悄悄地解鎖可以不受制于他國的新技能！

　　美國有80%的稀土進口自中國

　　于是，近日新一代采用富鐵陶瓷（鐵氧化體磁鐵）而非稀土材料的永磁直驅發電機樣機即將在英國海上可再生能源孵化中心進行試驗，將來可用于單機容量25MW的海上風電機組。同時，也將意味著未來歐洲的永磁直驅機組或將擺脫由中國所壟斷的稀土資源的依賴。

　　由英國GreenSpur公司開發的新型海上風機發電機將采用氧化鐵材料替代稀土來制造永磁體，所采用的氧化鐵來自于煉鋼過程中的廢料，這將十分有利于環境保護，解決稀土開采所帶來的環境問題。同時，該技術的應用可將原來40歐元/kg的永磁體價格直接降低至1歐元/kg。可使新型直驅永磁發電機成本降低1/3，從而導致5%的風機整機價格下降，如能實現將給整個行業成本帶來革命性的變化。

　　模塊化、可疊加設計也是該新型發電機的亮點。模塊化設計將意味著發電機可分段制造，如12MW海上風電機組發電機可通過并聯三個4MW模塊實現。據GreenSpur稱，現已模擬了三級單元（高達17MW，每級5.7MW）的模塊化風機發電機。若將級數提高到四級，則單機容量將可到到22.7MW。目前GreenSpur尚未提出這一設計理念下的最大單機容量（并聯疊加數量上限），但其對制造25MW單機容量的海上風力發電機十分有信心。

　　這一創新的模塊化設計將有助于減少風機停機時間、降低運行成本和運維成本。由于每一級發電機子模塊均被設計為可獨立運行，即便某一級發電機故障停機，其余的2-3個發電機仍可繼續獨立運行。

　　GreenSpur已在2017年測試了一臺75kW的試驗風機，并獲得當地政府125萬英鎊的資金支持來開發、設計及試驗4級250kW（總計1MW）風力發電機組。該項技術預計在2022年可實現商業化。

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