低风速型风电机组发展调查

低风速型风电机组发展调查

0 引言

我国低风速风能资源分布区域广阔，并较为丰富。因往往临近用电负荷中心，并网条件较好，开发利用此类风能资源成为目前我国风电发展的重点方向之一，并成为我国实现2020年节能减排目标及可再生能源发展目标的重要补充力量。

1 低风速市场逐渐打开

2011 年，国家能源局通过发布《分散式接入风电项目开发建设指导意见》，对分散式风电项目的定义、核准审批、项目规模等做了较为明确的要求。这意味着我国的风电发展战略将由主要发展大型风电基地转为大型风电基地与分散式

开发并举。作为两个不同范畴方式的定义，风电的分散式开发并不完全等同于低风速风电场建设，但由于在对风电的分散式开发中，将更多地利用低风速资源，所以低风速型风电机组在分散式开发大举推进的同时，越发受到市场关注。

额定功率1.5MW 风电机组采用直径为82m 的风轮，一般针对于Ⅱ、Ⅲ类风区设计，至2010 年后市场中开始出现较多针对Ⅳ类风能资源区开发的新机型，使得1.5MW 型机组的风轮直径达到87m，乃至93m。随着技术的不断改进以及市场的认可，低风速型风电机组的市场份额增长明显，而风轮直径在80m 以下的

机组安装量已相当稀少。与此同时，2MW 型风电机组的主要市场也由风轮直径

82m 向风轮直径87m、90m、93m 转变，其中风轮直径在93m 机型的增长幅度最为明显。

中国的地理环境决定着整机企业需要解决更多样的技术问题，但也正是在解决这些技术问题的同时，中国的整机企业具有了更全面的风电机组研发能力，在面对海外市场类似情况时，能很快推出有针对性的产品。

由于全国范围内可利用的低风速资源面积约占全国风能资源区的60% 以上，其比例超过不少有意利用风电的国家，因此，开发低风速风电机组技术，对于我国企业形成完备的产品体系，进一步参与海外市场，也具有相对重要的意义。例如，金风科技此前与新能源开发商MainstreamRenewable Power 就智利的一个

风电场项目达成协议，将为其提供23 台1.5MW 低风速风电机组。据金风科技公布的数据显示，其低风速机型主要针对年平均风速6m/s 到8m/s 的弱风区，其年均发电量比相同额定功率的机组高出5% 以上。

2 增大叶片所需的技术要求

事实上，低风速型风电机组在其基础机型上的改进，并非仅仅加长叶片、增

大风轮直径那么简单。

首先，需要对翼型进行新的开发，充分考虑叶片加长所致的柔性、叶尖高速等问题，以及在低风速下实现功率输出的稳定性。同时，也需在考虑叶片的重量、强度以及成本的前提下，选择合适的材料、工艺。

0 引言

我国低风速风能资源分布区域广阔，并较为丰富。因往往临近用电负荷中心，并网条件较好，开发利用此类风能资源成为目前我国风电发展的重点方向之一，并成为我国实现2020年节能减排目标及可再生能源发展目标的重要补充力量。

1 低风速市场逐渐打开

2011 年，国家能源局通过发布《分散式接入风电项目开发建设指导意见》，对分散式风电项目的定义、核准审批、项目规模等做了较为明确的要求。这意味着我国的风电发展战略将由主要发展大型风电基地转为大型风电基地与分散式

开发并举。作为两个不同范畴方式的定义，风电的分散式开发并不完全等同于低风速风电场建设，但由于在对风电的分散式开发中，将更多地利用低风速资源，所以低风速型风电机组在分散式开发大举推进的同时，越发受到市场关注。

额定功率1.5MW 风电机组采用直径为82m 的风轮，一般针对于Ⅱ、Ⅲ类风区设计，至2010 年后市场中开始出现较多针对Ⅳ类风能资源区开发的新机型，使得1.5MW 型机组的风轮直径达到87m，乃至93m。随着技术的不断改进以及市场的认可，低风速型风电机组的市场份额增长明显，而风轮直径在80m 以下的

机组安装量已相当稀少。与此同时，2MW 型风电机组的主要市场也由风轮直径

82m 向风轮直径87m、90m、93m 转变，其中风轮直径在93m 机型的增长幅度最为明显。

中国的地理环境决定着整机企业需要解决更多样的技术问题，但也正是在解决这些技术问题的同时，中国的整机企业具有了更全面的风电机组研发能力，在面对海外市场类似情况时，能很快推出有针对性的产品。

由于全国范围内可利用的低风速资源面积约占全国风能资源区的60% 以上，其比例超过不少有意利用风电的国家，因此，开发低风速风电机组技术，对于我国企业形成完备的产品体系，进一步参与海外市场，也具有相对重要的意义。例如，金风科技此前与新能源开发商MainstreamRenewable Power 就智利的一个

风电场项目达成协议，将为其提供23 台1.5MW 低风速风电机组。据金风科技公布的数据显示，其低风速机型主要针对年平均风速6m/s 到8m/s 的弱风区，其年均发电量比相同额定功率的机组高出5% 以上。

2 增大叶片所需的技术要求

事实上，低风速型风电机组在其基础机型上的改进，并非仅仅加长叶片、增大风轮直径那么简单。

首先，需要对翼型进行新的开发，充分考虑叶片加长所致的柔性、叶尖高速等问题，以及在低风速下实现功率输出的稳定性。同时，也需在考虑叶片的重量、强度以及成本的前提下，选择合适的材料、工艺。

其次，采用增加塔架高度的方式，可以在某种程度上获得更高的风速，从而进一步提高低风速型风电机组的发电能力。

同时，由于增大了风轮直径，风轮重量势必出现变化，因此，其他部件的尺寸和重量也将有所变化，这就需要进一步对这些零部件进行改进，达到适合低风速机组需要的效率水平。

另外，由于叶片有所加长，运输与安装成为一些厂商需要解决的问题。

一些厂家，如Gamesa 等，开始采用分段式叶片，使最长模块不超过35m，通过普通公路即可运输。与此同时，Gamesa 还运用了独特的Flexfit 附加吊车，能够直接固定在机舱上，简化、加速了维护装配过程。这些技术较大地降低了相关成本，为未来更长、更重的叶片的运输、安装打下了基础。

3 各整机厂商推出针对性产品

低风速型风电机组的产生，普遍被认为是用“中国式智慧”解决细分市场需求的最佳体现。据《风能》杂志记者报道，第一台87m 和第一台93m风轮直径的1.5MW风电机组均由远景能源制造，其推出时间分别为2009 年和2011 年。93m 风轮直径的风电机组将启动风速降至1.5m/s，从而使得占我国风资源30% 的超低风速地区的风资源得以有效开发。据远景能源公开数据显示，其93m 风轮直径机组基于87m 风轮直径机组开发而成，扫风面积增加13.2%，年平均风速5.5m/s 情况下能够提升发电量9% 左右。