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深度丨如何高效利用海上风能?(图)
http://www.workercn.cn    2017-12-29     来源:中国电力新闻网
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  目前,世界上绝大部分风电设备都安装在陆地上,但人们早已把目光投向了海洋。

  1、1990年

  瑞典安装了第一台试验性的海上风电机组,离岸350米,水深6米,单机容量220千瓦。

  2、1991年

  丹麦在波罗的海的洛兰岛西北沿海建成了世界上第一个海上风电场,拥有11台450千瓦风力机,能为2000~3000户居民供电。

  3、2000 年

  兆瓦级风力机开始用于海上,从而让海上风电项目初步具备了商业化应用价值。

  4、2002年

  丹麦在北海海域建成了世界上第一座大型海上风电场,安装2兆瓦风力机80台,装机容量16万千瓦。

  随后, 瑞典、德国、英国、爱尔兰、荷兰、比利时、法国等诸多欧洲国家都陆续投入了海上风电场的建设。

  5、2007年

  在欧洲之外,目前中国也在大规模建设海上风电场。首台1.5兆瓦海上风电机组安装于渤海,接入海上油田的独立电网。

  6、2010年

  上海东海大桥建成第一个并网发电的海上风电场,共有34台3兆瓦机组,装机容量10.2万千瓦。

  海上风电的优势

  在大海上开发风电有着显而易见的劣势:施工难度大,维护困难,成本较高。一般认为,海上风电的开发成本比陆上风电要高出50%。那我们为何要建设海上风电场呢?

  风力发电最关键的因素就是风的大小,而海上风况普遍优于陆上,离岸10千米的海上风速通常比沿岸要高出20%。风力机的发电功率与风速的三次方成正比, 因而同等条件下海上风力机的年发电量能比陆上高70%。同时海上很少有静风期, 因此风力机的发电时间更长。通常来说, 陆上风力机的年发电利用小时数大约是2000小时,而海上风力机往往能达到3000多小时。

  对风电设备而言,陆地地形复杂、粗糙度高,不同高度的风速常常相差很大,导致风切变与湍流,使得风轮上下受力不均衡,可导致叶片振动、疲劳乃至断裂,同时传动系统也容易损坏。而海上就很少有此类风险。此外,海上风电大多建设在距海岸数十千米处,接近用电中心,基本没有弃风之虞。

  同时,随着风力机的容量越来越大,叶片的长度也随之剧增。60米以上乃至上百米的叶片在陆上非常难以运输,但在海上可以直接从叶片工厂海运至风电场。

  随着陆地优质风能资源的逐步开发,海上风电作为发展趋势已是可以预见的将来。由于海上风电需要更专业的技术,具有更广的适用性,在未来的全球能源供应体系中, 海上风电的前景将比陆上风电更为广阔。

  我国海上风能资源状况

  我国海岸线长约一万八千多千米,岛屿六千多个,相对于陆地,我国近海风能资源更为丰富。根据中国气象局近期对我国风能资源的详查和评价结果,我国近海100米高度层5~25米水深区风能资源技术开发量约为2 亿千瓦,5~50米水深区约为5亿千瓦。

  

  我国沿海各区域风能资源分布图

  风能资源数值模拟表明,台湾海峡是中国近海风能资源最丰富的地区。海峡以南的广东、广西、海南近海风能资源亦较好。从福建省往北,近海风能资源逐渐减小,到渤海湾又有所增强。不过,福建、浙江南部、广东和广西近海风能资源丰富的原因与台风等热带气旋活动有关,开发时需要考虑灾害天气的影响。

  海上风能资源是我国国家能源发展战略的重要组成部分。国家风电“十三五”规划提出到2020年建设海上风电1500万千瓦(包括建成500万千瓦,在建1000万千瓦)。各沿海省份在国家规划指导下陆续编制了本省海上风电中长期规划,总规划容量为7422 万千瓦,其中规划千万千瓦以上规模的省份有山东、江苏、福建和广东。

 

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