所以我们说主要有4个方面,一个是资金成本,因为建风电场,更多的要做资本运作,还有建设费用,还有机组造价,还有运维成本。这四个数据是大致的,不是很严格,因为样本并不是很充分,所以只是大概的估算,大致上是这样的比例关系。其中的话占到55%以上的前两项和机组本身关系都不是特别大,因为主要是建设和资金运作方面的。所以我后面的问题是围绕后面两项和机组关系比较密切的,占整个风电成本45%,将近50%这部分来谈。
我们可以从机组这方面着手来开展工作的。我们说风电机组面临的技术经济问题,主要有三个方面,一个就是提高发电能力,一个是降低机组造价,还有一个就是提高可靠性。那么在可靠性这块,又有两个方面,一个是减少停机时间,还有一个降低运维成本。提高可靠性和降低机组造价这块,我们把它归作为和成本有关的。
这里头我就套用一个价值分析当中的公式,V等于F除C,这个公式很简单,可能很多工程师都知道。V是产品的价值,F是产品的功能,C是实现功能的成本,他们之间的取值也比较明显。对于风力发电来说,发电能力就是我们所说的风电当中的功能。你这个东西再好发电的功能实现起来有问题,或者打很大的折扣,那么这个东西的价值就不是那么很大了。但是总体来说是要提高它的价值,那么提高它的价值呢,可以在提高功能和降低成本这两方面着手。
那么具体来说的话,可以做这样的概括吧,在降低机组造价,减少停机时间和减少备件消耗的时间提高发电量。我们用公式的三个因素把它做成一个表格,大概应该有这么一些可以采取的策略。把发电量和成本作为两个座标来看,发电量分4个等级,一个是大幅度提高,一个是小幅度提高,一个保持不变,还有小幅度降低,那么成本类似,也有4个层级。我们这里面1234是可以采取的策略的4个等级,也就是说最好是第一个等级的情况出现了,发电量大幅度提高,而成本大幅度降低,这是最好的情况。但是这种情况比较理想,大家知道追求理想一个是不容易的,另外一个付出的代价是比较大的。所以更多的情况是2、3,或者是4。我把它定量化一些,大幅度就是提高6%及其以上,那么通常到10%就比较可观了,再10%以上也不太容易,小幅度界定在2-5保持不变就在0上下有点浮动,大概是这样的界定。
我们来看影响发电量的因素,归纳起来有4个方面,一个是叶轮直径,一个是能量转换效率,传动效率,和故障率,这里面叶轮直径和故障率影响比较大。我们先来看直径,直径影响扫列面积,我们知道风电的功率是和扫列面积成正比,也就是说和直径平方成正比,所以在很多情况可以采取提高叶轮直径的方式来做。
我把110米的直径做了一种基准直径,在这个基础上,每增加2米,一直增加到128,我们来看一看,就是直径的增加,扫列面积的增加,面积增量的增加,以及发电量增量的情况,大概是这样的结果。这样的结果,按照刚才说的大幅度,小幅度,或者基本不变的情况,只有第一种情况下基本上不变,第二到第四是小幅度增加,第五种是大幅度增加,应该追求大幅度增加。所以加大叶轮直径可以看得出来,可以有效的提高发电量。
第二能量转换效率,因为风力发电机组是二次能源转换装置,先把风能转换成机械能,然后再把机械能转换成电能,这里面有两大部件起核心作用。我们通过已有风力发电机组的数据可以知道,叶轮转换的效率是用CP值度量的,发电机的效率假设用埃塔(音译)度量,还可能碰到CP值和埃塔值,更多的情况大概在中间带颜色的三个范围之间,两端是不太常见,或者达不到。太低了,价值很低,太高了,追求不到。综合起来是在0.423-0.495之间。最小的到最大的相对增量是17%。