中国离网型风力发电机组产业发展现状和前景展望

 中国离网型风力发电机组产业发展现状和前景展望

 

1 意义

 

  风能是太阳能的一种转换形式,是取之不尽,用之不竭的,在其转换为电能的过程中,不产生任何有害气体和废料,不污染环境,具有就地取材不需要运输等特点,因此受到世界各国政府的广泛重视,几乎所有的发达国家均将风能的开发利用列入本国21世纪最重要的任务。除在财政上予以大力支持外,还制定了相应的法律和法规扶持风能的开发利用。

 

  中国具有丰富的风能资源,可开发利用的地区占全国总面积的76%,在风电场的开发利用、并网型风力发电机组的商业化开发及离网型风力发电机组应用推广方面有长足的发展。特别是在解决常规电网外无电地区农牧渔民用电方面走在世界的前列,生产能力、保有量和年产量都居世界第一。但是到1999年底,全国仍有7个无电县,766个无电乡,16509个无电村,706万无电户,约2800万人口无电。在常规电网外,推广独立供电的风力发电机组,解决农牧渔民看电视、听收音机、照明和用电动鼓风机做饭等生活用电问题,帮助这些地区脱贫致富,实现人民生活奔小康目标,对于改善和提高当地经济、促进这些地区社会、文化事业发展,加强民族团结、巩固国防建设有着重大的意义。

 

2 中国的风能资源

 

   中国10米高度层的风能总储量为32.26亿千瓦,实际可开发量为2.53亿千瓦,可开发的风能资源十分丰富。风能资源丰富区主要集中在东南沿海、广东沿海及其岛屿,占全国总面积的8%。风资源较丰富区主要在东北、华北和西北北部地区,东南沿海距海岸线50~100km的内陆地区、海南岛西部、台湾岛南北两端以及新疆阿拉山地区,占全国总面积的18%。风能资源可利用区包括黄河、长江中下游、东北、华北和西北除上述丰富区以外的地区、青藏高原东部地区等,占全国总面积的50%。中国大部分的贫困偏远、电网达不到、至今还没有用上电的地区在这个区域之内。因此我们可以充分地利用这些地区的风能资源,用风力发电来解决农牧渔民的生活和生产用电问题。

 

3 行业发展现状

 

3.1发展情况

 

   中国对现代风力发电机技术的开发利用起源于70年代初。经过初期发展、单机分散研制、示范应用、重点攻关、实用推广、系列化和标准化几个阶段的发展,无论在科学研究、设计制造还是试验、示范、应用推广等方面均有了长足的进步和很大的提高,并取得了明显的经济效益和社会效益,为我国进一步开发利用风力发电积累了经验,打下了良好的物质基础和技术基础。同时,也锻炼培养了一批素质良好的行业技术队伍。

 

   到2000年底,全国风力发电机生产及配套企业共有43个,其中科研单位16个、主机生产企业17个,配套生产企业10个,年生产能力超过3万台。主要产品品种有100w、150W、200W、300W、500W、600W、1kw、2kw、5kw、10kw风力发电机组等。主要生产企业有:内蒙古商都牧机厂、内蒙华德新技术公司、内蒙古无力风力机械厂、山西太原八八四厂、江苏南航技术开发公司、江苏省江都神州风力发电机厂、青岛丰能机电有限公司、保定天泰电力设备有限公司等。2000年全国共生产各种型号的离网型风力发电机组12170台(约2577千瓦),比1999年增加了 71.50%。产量最多的是江苏省江都神州风力发电机厂,共生产5000台,其次是内蒙古商都牧机厂和内蒙天力风力机厂,分别生产2566台和1500台。产品以150瓦机组为多,占总产量的41.45%,其次是100瓦和300瓦机,分别占总产量的27.29%和19.8%。用户对产品的需求格局没有改变,仍是以300W以下机组为主。截至2000年底。全国累计生产了离网型风力发电机组197840台。

3.2机组的技术特点

 

   经过近30年的研制、生产和推广应用,中国自行研制开发的100w、150w、200W、300W、500W、600W、1000w等风力发电机组。机组采用定桨距、三叶片、侧偏调速、上风向风力机,配套高效永磁低速发电机,再配以尾翼、立杆、底座、地锚和拉线:机组运行平稳、质量可靠,使用寿命在15年以上。风轮的最大功率系数已从初期的0.30左右提高到0.38~0.42,而且启动风速低,在3米沙就可以启动。叶片材料已多样化:木质、铁质、铝合金、玻璃钢复合型和全尼龙型等。风轮采用定桨距和变桨距两种,以定桨距居多。发电机选配的是具有低速特性的永磁发电机,永磁材料使用的是稀土材料,使发电机的效率从普通电机的0.50提高到现在的0.75以上,有些可以达到0.82。离网型风力发电机组的调向装置大部分是上风向尾翼调向。调速装置采用风轮偏置和尾翼铰接轴倾斜式调速、变桨距调速机构或风轮上仰式调速。功率较大的机组还装有手动刹车机构,以确保风力机在大风或台风情况下的安全。风力发电机组配套的逆变控制器,除可以将蓄电池的直流电转换成交流电的功能外,还具有保护蓄电池的过充、过放、交流泄荷、过载和短路保护等功能,以延长蓄电池的使用寿命。这些机组的设计额定风速也较低,只有6~8米/秒;其工作范围较宽,在3~25米沙风速范围内都可工作:机组的成本较低,价格便宜,非常适合于中国的低速地区和消费水平。

 

3.3技术引进与合作

 

   近年来,中国企业通过合资、合作等形式引进了国外公司的离网型风力发电机组技术。如内蒙华德新技术公司与德国WENUS公司合作,生产出skw风力发电机组,并成功地在新疆、内蒙古、广东等地安装了20多台(套)该机组或风/柴/蓄独立供电系统、风力提水系统及电视差转台风力供电系统,很好地解决了当地人民群众的生活和生产用电。内蒙古无力风力机械厂引进法国AEROWATT公司的一个系列7个品种的风力发电机组,其中5kw机组全部国产化,并装备济南军区海军部分连队;并具有生产10kw风力发电机组的能力。内蒙古商都牧机厂与瑞典斯维阿勃(SVIAB)公司合作生产了SVIAB065—24型风力发电机组,使该厂的设计技术水平有了很大的提高。湖南湘潭电机厂和美国BERGEY公司成立了合资公司在产600W、1KW风力发电机组。

 

4  市场情况及潜力分析

 

   据有关资料统计,截止到到1999年底,全国仍有7个无电县,766个无电乡,16509个无电村,706万无电户,约2800万人口无电。特别是居住在偏远地区的广大农牧民及海岛渔民,通过架线输电的办法来解决他们的用电问题,是十分困难而且也很不经济。由于这些地区具有交通不便、居住分散、用电量低等特点,所以生活在这些地区的群众迫切需要使用我国自行研制、生产的离网型风力发电机组,来解决他们的用电需求。

 

  在过去的近30年中,经过全国各有关科研、生产、推广部门及当地政府的努力,我国的户用小型风力发电机组有了很大发展。全国的户用小型风力发电机组的累积安装达到19万台。在这些机组中,绝大部分的功率输出为50W和100w。其中,有的机组已达到或超过设计寿命(设计寿命接15年计),需要更新换代或加大功率,这是一个潜在的、稳步增长的市场。

 

  在边远地区的边防连队、哨所,海岛驻军、渔民、地处野外高山的微波站、电视差转台站、气象站、公路、铁路无电小站、森林中的了望火台、石油天燃气输油管道、滩涂养殖业及沿海岛屿(全国有7000多公里的海岸线)等多数地方使用柴油或汽油发电机组供电,供电成本相当高,有些地方高达3元/度。而这些地方绝大部分处在风力资源丰富地区。通过采用风力发电机/柴(汽)油联合发电系统或风力发电机/光电池互补系统供电,可以既保证全天24小时供电,又节约了燃料和资金,同时还减少了对环境的污染,可谓一举三得,有着十分显著的经济效益和社会效益。

 

   随着我国农村经济政策的落实,广大农牧民加大了在种植业方面的投入,一些农民还承包了荒山、荒坡、荒地,出现了农民以地为家的现象,这些地区均远离电网,他们也迫切要求用风力发电机组来为他们提供可靠的电源。

 

   另外我国南方地区的湖泊上,也有许多渔民以船为家,用柴油发电机组发电既污染环境又有噪音,他们也迫切需求风力发电机组来发解决他们的生活用电。

 

   近几年来,我国出口微型风电机的数量在逐年增加,产品出口到美国、德国、希腊、比利时、瑞典、日本、阿根廷、印尼、马来西亚、蒙古等国。据不完全统计,目前,已累计出口小型风力发电机组2000多台。据外贸部门提供的信息:目前,非洲大陆、东南亚和拉美地区等许多国家,对我国的小型风力发电机很感兴趣,具有广阔的市场前景。

 

   随着国家“光明工程”、“全球环境基金IGEF世界银行中国可再生能源商业化促进项目”、“UNDP/GEF在中国商业建设项目”和其他一些利用风能项目在我国的开展和示范,也将大大促进我国风能的开发利用市场。

 

   随着我国改革开放政策的深入发展,我国城乡人民的收人也在不断提高,同时城乡居民消费水平也逐年提高,用于提高生活水平的费用加大,因此农民用于购买风力发电机组来提高生活水平的积极性也很高。中央已明确指出:要把农村,特别是偏远地区的农村脱贫致富,实现人民生活奔小康目标当作一项重要的政治任务来抓。因此,国家有关部门和地方政府也在逐渐地给予一些政策和补贴,以提高他们的文化生活水平,这也交将促进风能行业的快速、健康地发展。

 

   综上所述,从国内离网型风力发电机组的市场需求、农牧渔民的生活水平、购买能力,到国家发展的需要都具备了发展的条件,因此我国的离网型风力发电机组有着广阔的市场前景。

 

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