我国与世界先进制造技术的差距
世界上先进的风电设备制造商主要在丹麦(风电机组产量占世界市场一半份额)、德国和美国。德国是世界上风电机组台数及容量最多的国家,也是风电技术领先的国家,其风电技术的演化路径和发展趋势,在一定程度上代表了世界风电技术的发展路径和发展趋势。增大单机容量、提高能源转换效率、降低风电成本是风电技术的改进目标。影响单机发电容量的物理参数包括叶轮直径和轴心高度。到20世纪90年代后期,已能生产MW级风电机组,随着近海风电技术的推广,3~5MW级的风电机组在市场中的比例日益提高。1989~2002年,德国风机平均轴心高度增加1倍,叶轮直径增加2倍,发电容量提高了10倍左右。
现代风能利用技术的核心技术之一是控制调整能量输出的稳定性。风力发电机的调节技术有两种手段:一是桨距不变,依靠发电机的调节适应不同转速的输入,确保电力输出的稳定性。定桨距调节技术的优点是调节简单可靠,控制也可大大简化,缺点是桨叶、轮毂、塔架等主要受力部件受力增大。二是依靠变化桨距调节风机转速,保证电机转子转速的稳定性。变桨距调节技术的优点是能够对各种不同的风速调节桨距,控制能量输出,其对风速的调节范围更宽,缺点是调节程序和工艺设计复杂。但从风电的调节技术发展趋势来看,变桨距调节技术正在逐渐取代定桨距调节技术,变桨距变速调频是世界上先进的主流技术。
目前我国风电装机的主力机型是600kW机组,而2000年后世界风电市场的主力机型是兆瓦级的,且近海风电机组单机容量达到3~5MW。从风机叶片的直径、轴心高度和风电机组的调节技术上,我国与世界先进水平差距亦较大。但近年来,我国风电机组制造技术提高迅速,可望在不远的将来缩小和赶上世界风电设备制造的先进水平。