在当时中国没有钱的情况下,我们自己的资金去买设备规模不大可能,但是政府间就可以利用外国政府的赠款得到设备,就有一个实习的机会。
另外,合作项目也有人员培训的项目,比买设备作用更大一些,因为你有了人就有了今后的发展。同样,通过这些项目,外国也加强了和中国的联系,他们想:“以后中国要想在风力发电上发展,肯定首先想到我。”
丹麦在这一点上最明显,中国去丹麦的人非常多,丹麦政府当时也有一些援助的项目。丹麦本国是个很小的市场,他很依赖海外市场的开拓,海外市场的开拓你不能一上来就做买卖。得先打通关系,先赠送你一些设备,培训人员。你的人熟悉后,我对你也熟悉了,互相建立这种联系,对未来发展是有利的。
「丹麦脱颖而出」
中国最早引进的就是丹麦的风电机组。
1986年4月,航空部和山东省计委拨款建设我国第一个风电场,成功在山东荣成并网发电。选用的风机是当时比较成熟的丹麦的商品机型,3台Vestas的55KW定桨距失速调节型机组,第一年运行发电33万千瓦时,利用小时数为2000小时。
丹麦国土是一个半岛,东西两边都有海,整个的风能资源都比较好。丹麦的土地私有,农民自己有地,不用征地,装个风力发电机也不需要批。农民业余搞风力发电,自己焊个架子,叶片可能都是木头的,发电机、齿轮箱和一些电气设备凑起来也能发出电来。
丹麦就是这样,一步一步,从小到大,大到后来就有了丹麦最著名的Vestas。Vestas最开始是搞农用车的,拖拉机屁股后面那个拖车。还有像Bonus,他们是做喷灌设备的,现在被西门子收购了。此外还有像NEGMicon、NordexBalke-DurrGmbh等十几家公司,但是最后并的就只剩下Vestas这一家了。
为什么从80年代到90年代上半期,市场上基本上都是丹麦的技术,因为他的风机是失速调节型的。风力发电机要并网,发电机的频率必须要和网的频率接近,开始的路子像水电、火电都有一个调速器,但是风电却不同,因为风时刻在变化着。
我们试图用风轮变桨距的方法,就是随着风大或风小改变风轮的空气动力性能,从而改变后面的功率,但是怎么也调不过来。风轮有惯性、发电机也有惯性,风变大的时候,你想往下调,等你调下来后,风又变小了。
这个技术太复杂,一个是机构容易出毛病,第二怎么也赶不上,所以这种变桨距变转速的技术当时就过不了关。
而丹麦有一种叫做定桨距,就是说叶片是固定的,不用电,没有油缸、齿轮。而且他计算好了风大到一定程度后,叶片会失速。
领导到风电场考察有时会说,现在没风怎么还转呢?实际上是电网在驱动风轮转呢。风大了,电网拖着电机阻止转速增加,风轮的功率开始下降,空气动力上讲叫做失速,叶片的升力掉下来了。通过失速,就把电机的功率控制住,就是所谓的失速调节型。
所以大概从70年代中到90年代中,大概整整20年,市场上都是丹麦的这个技术。
后来利用电力电子的技术,开发出变速恒频的技术,风轮的速度高了或低了,电机频率也随之变高或变低了,我通过变频器保证和电网的频率一致,在一定范围内变转速。后来变桨距的技术可靠性也提高了,所以就替代了失速型技术,也就是说它变成为了一个历史阶段。
为什么丹麦的风电可以成为一个产业?美国的技术能力比丹麦要强的多,而且动手也比丹麦早,政府投资也多的多,但是就是没有搞出在市场上生存下来的机组。
美国是能源部出钱研制风力发电机组,小的机组美国能源部看不上,一开始就是兆瓦级的,美国认为自己实力强,不够兆瓦的不够分量。他们是这样一种思维方式。
美国当时找的都是有实力的单位,最典型的是找的波音公司来做的,当然还有其他的公司,波音公司当时做的大概就已经是2.5兆瓦的机组了,一做就做了5台。
但是他偏偏没有想到,这5台机子安装运行没多久主轴就发生裂纹了,连我们也觉得不可思议。按理说作为波音公司,对于这种疲劳强度什么的应该非常熟悉的,但是他应该是小看了风力发电这个技术。
风力发电表面看起来比飞机简单的多,但是它在实际运行中的载荷要比飞机复杂的多。另外,他一开始就做大了,没有一个从小到大、不断地发现问题解决问题的过程。