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如何高效利用海上风能?

  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。


  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。


  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。


 
 
 
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