中國風電材料設備網:陸上風電場相信自駕游去過張北、承德,或旅游去過西北的朋友們都見過了,高七八十米的三葉風機,一排一排的在轉。但海上風機大家就不常見了,這個只能去江蘇沿海看看灘涂上的風場,這還不是嚴格意義上的海上風電場。真正的海上風電場是像英國北海、丹麥近海那樣的,就真是“海上”的風機。
海上的自然環境比陸上要惡劣一些。空氣濕潤而且含鹽分,很容易腐蝕風機的鋼鐵架構,生銹的話風機的軸承、偏航系統都可能損壞。海上也會有狂風大浪,風機都可能損壞,尤其在臺風區。另外海上作業也比較困難,一根風機也有百十來噸了,想立在海上并不容易。而且維修起來也困難,有些風機還要拖回工廠維修,丹麥的第一個海上風電場就出過返修案例。那么既然海上風機的自然條件不如陸上,那為啥英國、丹麥等還要開發海上風機呢?
具體來說,海上風機相比陸上的優勢還是明顯的:
1. 海上的風平穩。風機運行是否良好,最關鍵就是看風的大小了。海上的風普遍比陸上大些。陸上的地形高低起伏,對地面的風速有很大的減緩作用,所以陸上風機都樹立得高高的,以便利用高空比較大的風。但由于地形問題,陸上各個高度的風速是相差很大的,這就導致風切變大(垂直方向的風速變化),使得風輪上下受力不均衡,傳動系統容易損壞。海上就沒有這個問題,海平面一般都很平,風沒啥阻力,平均風速高,而且風切變也沒有陸上大,再加上海上的風向改變頻率也較陸上低,因而海上的風能是很不錯的。
2. 風機利用率更高。風機的發電功率與風速的三次方成正比,海上的風速比陸上高20%左右,因而同等發電容量下海上風機的年發電量能比陸上高70%。如果陸上風機的年發電利用小時數(回復【小時】可查看“利用小時數怎么算”)是2000小時,那海上風機就能達到3000多小時,當然投資成本能更快回收了。(海上風機的成本比陸上高20%-50%)
3. 可以裝更大個的風機。風機的單機發電容量越大,同一塊地方的掃風面積和利用風的能量越多,也就是資源更充分利用了吧。而單機容量越大,發電機就越大,葉片也就越長。陸上最大的問題就是運輸問題,長近上百米的葉片(拆成兩段也有幾十米)在陸上是很難運輸的,而在海上就不存在這個問題,直接用船拉過去就好,現在已經有6.5MW和8MW的海上風機了,而陸上一般到3MW的風機就算夠大了。
4. 不占地、不擾民。歐洲寸土寸金,地方太小了,而且還竟是私人的底盤,說不讓你建風場就不能建風電場,民眾的力量是很強大的。而且風機這么大個,確實影響美觀,轉起來噪音也非常大,有研究機構專門研究過風機對野鴨會造成影響(這機構也夠閑的。。。)所以風電開發商們多一事不如少一事,還不如把風機移到沒人的海里去,這樣就反對聲音就小了但至少是可以建設的,這點對未來的中國也有借鑒意義。
5. 距離用電負荷近。我國遼闊的大西北建設了大量的風電場,可惜那邊用不了多少電,都得通過特高壓、超高壓線路輸送到東南沿海的用電負荷中心,距離超過兩三千米,實在太長了。而海上風機都在沿海一兩百公里處,出力負荷中心很近,而且常常都有風,不像陸上一會有風一會沒風的,所以很適合供給用電負荷中心,可能英丹也會這么考慮,一般大城市都在河流入海口嘛。
基于以上優勢,建設海上風電場的確是個趨勢。雖然還有海底電纜敷設、風機基座設計制造、海上吊裝維修等困難吧,但總體來說各國都在向海上風電發展,未來的全球能源供應體系中,海上風電也會比陸上風電更有廣闊前景。