针对我国大多数地区处于低风速区的实际情况,国内企业通过技术创新,研发出针对性的风电机组产品及解决方案,最为明显的特征为风轮叶片更长、塔架更高,捕获的风能资源更多。以1.5MW风电机组为例,国内提供1.5MW风电机组的30余家企业之中,已有10多家具备了直径90米以上风轮直径机型的供应能力。在2MW机型中,国电联合动力、广东明阳、金风科技等公司的2MW低速风电机组的风轮直径已经达到115米以上,金风公司2.5MW低速风电机组的风轮直径达到了121米。这些低风速风电机组在我国中、南部省份的风电场建设运行中发挥了较好的作用。
6、叶片技术发展趋势
2015年,1.5MW风电机组的风轮直径多分布在82m-93m之间,最大达到97m.2MW风电机组的风轮直径多分布在93m-118m之间,例如:中科宇能公司已经研制出长度59.5m的叶片,风轮直径最大达到121 m.
随着风电机组尺寸的增大,叶片的长度也变得更长,为了使叶片的尖部不与塔架相碰,设计的主要思路是增加叶片的刚度。为了减少重力和保持频率,则需要降低叶片的重量。好的疲劳特性和好的减振结构有助于保证叶片长期的工作寿命。
为了增加叶片的刚度并防止它由于弯曲而碰到塔架,在长度大于50米的叶片上将广泛使用强化碳纤维材料。
7,塔架技术发展趋势
随着风电机组尺寸的增大,塔架的高度也变得更高,出现了超高的柔性塔架。
为了方便兆瓦级塔架的道路运输,金风科技等公司已经研究出了把塔架制作成两段的技术。例如使塔架由上、下两段塔筒材料组成,靠近地基的下段由混凝土制造,上段仍由钢筒制成。在十三五期间,还将研制高度巧0米一200米的超高型塔架,为8MW-10MW风电机组提供支撑。
8、适合特殊气候环境风电机组的可靠性得到提高
由于中国的北方具有沙尘暴、低温、冰雪、雷暴,东南沿海具有台风、盐雾,西南地区具有高海拔等恶劣气候特点,恶劣气候环境已对风电机组造成很大的影响,包括增加维护工作量,减少发电量,严重时还导致风电机组损坏。因此,在风电机组设计和运行时,必须具有一定的防范措施,以提高风电机组抗恶劣气候环境的能力,减少损失。近年来中国的风电机组研发单位已经开发了抗风沙型、抗低温型、高原型、低风速型等适应恶劣气候环境下的各类风电机组,确保了风电机组能够在恶劣气候条件下的风电场可靠运行,并有效地提高了发电量。
9、海上风电机组开发取得进展
在我国,随着海上风电场规划规模的不断扩大,各主要风电机组整机制造厂都积极投入大功率海上风电机组的研制工作。华锐率先推出3MW海上风电机组,并在上海东海大桥海上风电场批量投入并网运行。华锐公司江苏盐城海上风龟机组研发基地制造的6MW海上风电机组,已于2011年10月在江苏射加县临港产业区完成首台机组的吊装。金风公司在江苏大丰县建设海上风电机组研发基地研制的6MW直驱式海上风电机组已经安装运行。2016年7月底,1D台由湘电公司研发的5MW海上直驱永磁风电机组已经在福建莆田平海湾海上风场成功并网发电。重庆海装完成了5 MW海上风电机组的试运行。国电联合动力研制的6MW海上风电机组已经安装试运行。远景能源研制的4MW海上风电机组已经在江苏海上风电场并网运行。上海电气一西门子联合研制的4MW海上风电机组都已经批量应用于海上风电场。
东方电气研制的5.5MW高速永磁风电机组、明阳风电研制的6.5MW中速传动永磁发电机全功率变流超紧凑型风电机组已经取得新进展。南车株洲电力、浙江运达等也在全力研制大型海上风电机组。
未来风能技术更新发展的驱动力主要来自蓬勃崛起的海上风电场建设,尽管现在进展仍比较缓慢,但这一发展趋势已经不可逆转。