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摘要:本文主要介绍了国外海上风力发电场的发电现状,探讨和分析了制约海上风力发电的相关因素,并针对这些因素和问题提出了相应、可行的解决方法和对策,最后对海上风力发电技术的发展前途作了相关论述。
关键词:风力发电 开发现状 发展趋势海上风电主要是指利用海上的风能资源进行发电,这种发电技术研制成功后,可为人们带来巨大的经济效益,但是由于海上风电场的风速远远大于陆地风速,从而导致海上风能发电技术的可操作性不强。目前,海上风电场风能发电技术已成为欧美国家竞相研究和待开发的一项重要项目。本文主要对国外(主要是欧洲和美国等一些欧盟国家)海上风电技术的开发现状以及发展趋势作主要分析。
一、国外海上风力发电的发展现状
国外海上风力发电的集中地主要在欧洲和美国,这些发达国家由于资金雄厚,科学技术先进,所以在海上风力发电技术的开发和研究上更具有优势。而其研究海上风电技术的主要是因为:海上风能的开发可以为国家带来相当客观的经济效益,且不说风能可以代替源石油等矿物燃料,作为供电照明的重要能源,减少国家不可再生能源的使用率,从而为国家节省和创造更大的经济效益。
海上风电技术开发的首要环节是建立大型的海上风电场,然后利用风电场中所配备的相关相关设备对海上风能进行利用。国外海上风力发电场大约有着20年的发展历史,在这段发展历史中,其主要具有以下三个重要特征:
1、丹麦是海上风力发电技术的先驱者
1991年,丹麦建立了世界上第一个海上风电发电场,奠定了海上风力发电的重要基础。其后,海上风力发电技术便一直处于不断探索和研究的发展状态。紧接着在2000年,丹麦又在哥本哈根建立了第一个真正具有商业化意义的海上发电场,此项工程引起了世界各国的广泛关注,使得各国普遍开始关注和发展海上风电技术。截止目前,丹麦在风力发电领域已经占据极其重要的领导地位,它建成并拥有了7个海上风电场,并且全世界最大的一个海上风力发电场也在丹麦。因此,丹麦可以说是海上风电技术的先导者,同时也是先驱者和推广倡导者。
2、欧盟各国开始发展海上风电场技术
欧盟各国为海上风电项目审批实行一站式服务,为海上风电项目的开发提供方便;建立统一海上风电联网机制,建立近海海底电缆联网系统,方便海上风电的接入;各国分享已经取得的海上风电的经验和教训,联合进行技术研发并尽可能形成规模化海上风电的开发;明确海上风电过网费的分担水平,给开发商明确的价格政策信息;充分利用海洋开发的数据和经验,要求海洋、海事、海运部门为海上风电开发提供技术支持,以便选择最适合开发的风电场。
3、德国的海上风电发展
在欧盟政策的鼓励下,德国也开始了海上风电的发展。德国陆地风能资源较好地区的开发程度已经较高,海上风电开发目前正式进入德国的开发日程。针对当前海上风电电价过低的局面,德国计划修改电价方案,即基本电价为14欧分/千瓦时,并可随着水深和离岸距离的增加而适当增加。德国风能协会预计:2020年陆地风能的安装潜力在4 500万千瓦,海上要发展1 000万~1 200万千瓦,合计约5 500万千瓦;2020年风电可满足20% ~25%德国电力消费需求。德国政府远期海上风电发展计划是:2030年前要发展2 000万~2 500万千瓦的海上风电。
二、制约海上风电场技术发展的因素
投资大和成本高将是制约海上风电开发的主要因素。发电成本是海上风电发展的瓶颈,研究表明,按照目前的技术水平和20年设计寿命计算,海上风电的发电成本约合人民币0. 42 元/千瓦时。这是由于海上风电的初期投资费用较高,特殊基础结构的建造和并网连接所占份额最大,一般要占总投资的一半以上;海上风电成本也与单机容量和风电场装机台数有关,同一基础安装更大容量的风电机组会更经济,海上风电场总装机容量在10万千瓦以上比较经济;海上风电场的运行和维护费用也很高。为减少维修次数,在海上恶劣天气条件下停运设备降低了可用率;为使风电机组适合海上运行,要采取气密、干燥、换热、防腐处理等特别措施;为方便维修风电机组需设计、安装的特殊装置,这些都造成发电成本的增加。
三、海上风电的发展趋势
1、风电技术发展迅速,成本持续下降
相对于陆上风电场相比,建设海上风电场的投资相对比较高,其中在基础设施、安装等工程的投资比陆地上要多很多。虽然如此,但是在陆地上建设风电场需要占用较大面积的土地,而在海上则不会需要占用陆地面积,在一定程度上缓解了用地面积的紧张,另外,海上充足的风资源可以被风电场所用并进行发电,极大的提高了社会、经济效益,并且通过推广,越来越受到人们的关注。另外,随着社会科技的发展,专家不断对海上风电场的容量、尺寸、风机的功率等进行研究,在降低风电场总投资的基础上使其充分发挥作用,为社会做出贡献。
风机的发展在国外已经将其制定了一个比较标准的指标与体系。随着世界科技的不断创新,欧洲风能协会与各个风机制造商相互协调与配合,尽量是风机稳定,避免出现混乱,进而在风机工作运行时,提高它的稳定性与安全性,并降低风机的制造成本。过去,风机的制造往往只是依靠社会科技的进步;未来,我们不仅依靠科技的进步,更多的是将风机制造扩大化、系统化,并尽量降低风机的成本。风机一旦投入到市场之后,由于市场竞争激烈,风机就会逐渐降低其成本。
经过专家对风机进行深入的研究,分析结果表明:要想降低海上风电的投资成本,就需要提高海上风机的稳定性与可靠性、延长风机的寿命,保证风机的质量;适量的对风机进行大规模开发;将海上的所有能用的资源,减少经济成本。
2、政府支持促进欧洲海上风电发展
海上风电是当前提倡的低碳经济发展项目之一,政策的积极支持是海上风电产业发展的主要因素。海上风电利用海上风能资源,是一种清洁的可再生能源,与传统的燃煤发电相比,海上风电不依赖外部能源,没有碳排放等环境成本,不会造成大气污染和产生任何有害物质,是理想的绿色能源。正是因为有这些独特的优势,风力发电逐渐成为许多国家可持续发展的重要组成部分。
四、结束语
海上风能开发的主要问题在于成本过高和安装运输不便。随着海上风电技术的成熟,海上风力发电的成本也将不断下降。海上风能资源作为一种清洁的永续能源,在各国政策的积极支持下,海上风电技术的提高和风电开发成本的下降促使海上风电规模化发展,海上风能将得到更深入、更大范围的开发和利用。参考文献
[1] 宋础,刘汉中. 海上风力发电场开发现状及趋势[J]. 电力勘测设计. 2006(02)
[2] 陈晓明,李磊,王红梅,刘燕星,江峰,林慰. 关于海上风电发展的概况和对策[J]. 广东造船. 2011(01)
[3] 王旭东,曹燕燕. 海上风力发电技术现状及发展趋势[J]. 科技创新导报. 2008(05)
关键词:风力发电 开发现状 发展趋势海上风电主要是指利用海上的风能资源进行发电,这种发电技术研制成功后,可为人们带来巨大的经济效益,但是由于海上风电场的风速远远大于陆地风速,从而导致海上风能发电技术的可操作性不强。目前,海上风电场风能发电技术已成为欧美国家竞相研究和待开发的一项重要项目。本文主要对国外(主要是欧洲和美国等一些欧盟国家)海上风电技术的开发现状以及发展趋势作主要分析。
一、国外海上风力发电的发展现状
国外海上风力发电的集中地主要在欧洲和美国,这些发达国家由于资金雄厚,科学技术先进,所以在海上风力发电技术的开发和研究上更具有优势。而其研究海上风电技术的主要是因为:海上风能的开发可以为国家带来相当客观的经济效益,且不说风能可以代替源石油等矿物燃料,作为供电照明的重要能源,减少国家不可再生能源的使用率,从而为国家节省和创造更大的经济效益。
海上风电技术开发的首要环节是建立大型的海上风电场,然后利用风电场中所配备的相关相关设备对海上风能进行利用。国外海上风力发电场大约有着20年的发展历史,在这段发展历史中,其主要具有以下三个重要特征:
1、丹麦是海上风力发电技术的先驱者
1991年,丹麦建立了世界上第一个海上风电发电场,奠定了海上风力发电的重要基础。其后,海上风力发电技术便一直处于不断探索和研究的发展状态。紧接着在2000年,丹麦又在哥本哈根建立了第一个真正具有商业化意义的海上发电场,此项工程引起了世界各国的广泛关注,使得各国普遍开始关注和发展海上风电技术。截止目前,丹麦在风力发电领域已经占据极其重要的领导地位,它建成并拥有了7个海上风电场,并且全世界最大的一个海上风力发电场也在丹麦。因此,丹麦可以说是海上风电技术的先导者,同时也是先驱者和推广倡导者。
2、欧盟各国开始发展海上风电场技术
欧盟各国为海上风电项目审批实行一站式服务,为海上风电项目的开发提供方便;建立统一海上风电联网机制,建立近海海底电缆联网系统,方便海上风电的接入;各国分享已经取得的海上风电的经验和教训,联合进行技术研发并尽可能形成规模化海上风电的开发;明确海上风电过网费的分担水平,给开发商明确的价格政策信息;充分利用海洋开发的数据和经验,要求海洋、海事、海运部门为海上风电开发提供技术支持,以便选择最适合开发的风电场。
3、德国的海上风电发展
在欧盟政策的鼓励下,德国也开始了海上风电的发展。德国陆地风能资源较好地区的开发程度已经较高,海上风电开发目前正式进入德国的开发日程。针对当前海上风电电价过低的局面,德国计划修改电价方案,即基本电价为14欧分/千瓦时,并可随着水深和离岸距离的增加而适当增加。德国风能协会预计:2020年陆地风能的安装潜力在4 500万千瓦,海上要发展1 000万~1 200万千瓦,合计约5 500万千瓦;2020年风电可满足20% ~25%德国电力消费需求。德国政府远期海上风电发展计划是:2030年前要发展2 000万~2 500万千瓦的海上风电。
二、制约海上风电场技术发展的因素
投资大和成本高将是制约海上风电开发的主要因素。发电成本是海上风电发展的瓶颈,研究表明,按照目前的技术水平和20年设计寿命计算,海上风电的发电成本约合人民币0. 42 元/千瓦时。这是由于海上风电的初期投资费用较高,特殊基础结构的建造和并网连接所占份额最大,一般要占总投资的一半以上;海上风电成本也与单机容量和风电场装机台数有关,同一基础安装更大容量的风电机组会更经济,海上风电场总装机容量在10万千瓦以上比较经济;海上风电场的运行和维护费用也很高。为减少维修次数,在海上恶劣天气条件下停运设备降低了可用率;为使风电机组适合海上运行,要采取气密、干燥、换热、防腐处理等特别措施;为方便维修风电机组需设计、安装的特殊装置,这些都造成发电成本的增加。
三、海上风电的发展趋势
1、风电技术发展迅速,成本持续下降
相对于陆上风电场相比,建设海上风电场的投资相对比较高,其中在基础设施、安装等工程的投资比陆地上要多很多。虽然如此,但是在陆地上建设风电场需要占用较大面积的土地,而在海上则不会需要占用陆地面积,在一定程度上缓解了用地面积的紧张,另外,海上充足的风资源可以被风电场所用并进行发电,极大的提高了社会、经济效益,并且通过推广,越来越受到人们的关注。另外,随着社会科技的发展,专家不断对海上风电场的容量、尺寸、风机的功率等进行研究,在降低风电场总投资的基础上使其充分发挥作用,为社会做出贡献。
风机的发展在国外已经将其制定了一个比较标准的指标与体系。随着世界科技的不断创新,欧洲风能协会与各个风机制造商相互协调与配合,尽量是风机稳定,避免出现混乱,进而在风机工作运行时,提高它的稳定性与安全性,并降低风机的制造成本。过去,风机的制造往往只是依靠社会科技的进步;未来,我们不仅依靠科技的进步,更多的是将风机制造扩大化、系统化,并尽量降低风机的成本。风机一旦投入到市场之后,由于市场竞争激烈,风机就会逐渐降低其成本。
经过专家对风机进行深入的研究,分析结果表明:要想降低海上风电的投资成本,就需要提高海上风机的稳定性与可靠性、延长风机的寿命,保证风机的质量;适量的对风机进行大规模开发;将海上的所有能用的资源,减少经济成本。
2、政府支持促进欧洲海上风电发展
海上风电是当前提倡的低碳经济发展项目之一,政策的积极支持是海上风电产业发展的主要因素。海上风电利用海上风能资源,是一种清洁的可再生能源,与传统的燃煤发电相比,海上风电不依赖外部能源,没有碳排放等环境成本,不会造成大气污染和产生任何有害物质,是理想的绿色能源。正是因为有这些独特的优势,风力发电逐渐成为许多国家可持续发展的重要组成部分。
四、结束语
海上风能开发的主要问题在于成本过高和安装运输不便。随着海上风电技术的成熟,海上风力发电的成本也将不断下降。海上风能资源作为一种清洁的永续能源,在各国政策的积极支持下,海上风电技术的提高和风电开发成本的下降促使海上风电规模化发展,海上风能将得到更深入、更大范围的开发和利用。参考文献
[1] 宋础,刘汉中. 海上风力发电场开发现状及趋势[J]. 电力勘测设计. 2006(02)
[2] 陈晓明,李磊,王红梅,刘燕星,江峰,林慰. 关于海上风电发展的概况和对策[J]. 广东造船. 2011(01)
[3] 王旭东,曹燕燕. 海上风力发电技术现状及发展趋势[J]. 科技创新导报. 2008(05)