能源世界網(wǎng)訊（記者衛(wèi)維 魏百鈞） 6月28日，由山東中泰新能源集團(tuán)公司自主研制成功的我國(guó)首臺(tái)50兆瓦特大型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，在內(nèi)蒙古烏蘭察布市興和縣大庫(kù)聯(lián)鄉(xiāng)五道溝風(fēng)電場(chǎng)舉行開工典禮。此項(xiàng)目將于當(dāng)年12月底建成，2012年3月并網(wǎng)發(fā)電，可實(shí)現(xiàn)年發(fā)電量2.5億千瓦時(shí)，年產(chǎn)值1.5億元，8年即可收回全部投資。有關(guān)專家認(rèn)為該項(xiàng)目的成功，對(duì)我國(guó)風(fēng)電技術(shù)和設(shè)備的自主發(fā)展具有十分重要的作用，具有建設(shè)投資省、發(fā)電成本低、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)、做功效率高、單機(jī)功率大等優(yōu)勢(shì)，專利技術(shù)和整機(jī)設(shè)計(jì)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。
多年來(lái)，我國(guó)風(fēng)電設(shè)備對(duì)國(guó)外技術(shù)和關(guān)鍵部件依賴性高，并且普遍存在著單機(jī)發(fā)電量小、運(yùn)營(yíng)商虧損、制造成本高、大型設(shè)備運(yùn)輸維護(hù)不便、輸電不穩(wěn)定等問題。針對(duì)這一問題，山東中泰新能源集團(tuán)公司從2000年開始，投入了大量資金和精力進(jìn)行基礎(chǔ)性研究工作;經(jīng)過(guò)多次反復(fù)論證，于2007年確定了自主研發(fā)特大型垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置的課題。
在研發(fā)過(guò)程中，為了充分發(fā)揮垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置的優(yōu)勢(shì)以達(dá)到充分利用低空低速風(fēng)能、提高單機(jī)容量的目的，科研人員不斷拓寬設(shè)計(jì)思路，對(duì)塔架、固定橫梁、垂直旋轉(zhuǎn)軸、發(fā)電機(jī)與大型齒輪連接系統(tǒng)、多層無(wú)阻力活動(dòng)葉片、葉片開啟控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)離合器連接發(fā)電量控制調(diào)節(jié)裝置等進(jìn)行了上百次的設(shè)計(jì)和優(yōu)化;并重點(diǎn)對(duì)所用材料的性質(zhì)、強(qiáng)度、制造工藝，特別是抗破壞能力等進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)分析和優(yōu)化選擇，使該風(fēng)電裝置的整體設(shè)計(jì)工作取得了突破性進(jìn)展。這一特大型垂直軸風(fēng)力發(fā)電設(shè)備于2010年2月研制成功，當(dāng)年9月下旬在山東濟(jì)南裝機(jī)至今8個(gè)月來(lái)，試驗(yàn)風(fēng)機(jī)運(yùn)行良好，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
據(jù)悉，我國(guó)這一具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的特大型垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置主要包括風(fēng)輪系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)、輸變電系統(tǒng)，塔架和基礎(chǔ)等幾大部分。特點(diǎn)在于：整個(gè)風(fēng)電系統(tǒng)屬于垂直軸阻力型。垂直旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置多層多葉片一體的風(fēng)輪機(jī)構(gòu)，可以接受任何方向的來(lái)風(fēng)而不需要偏航系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)軸的底端通過(guò)大盤齒輪連接發(fā)電機(jī)離合器，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時(shí)，智能控制多機(jī)發(fā)電系統(tǒng)指令第一臺(tái)發(fā)電機(jī)投入運(yùn)行，隨風(fēng)速變化可指令多臺(tái)發(fā)電機(jī)依次加入運(yùn)行，保證發(fā)電設(shè)備高效平穩(wěn)運(yùn)行。其技術(shù)具有七項(xiàng)特點(diǎn)：
1.單機(jī)容量大。智能控制多機(jī)發(fā)電系統(tǒng)可控制大盤齒輪先后與多臺(tái)發(fā)電機(jī)連接并運(yùn)轉(zhuǎn)，充分利用風(fēng)能資源，使單機(jī)發(fā)電容量達(dá)10-100兆瓦。適用于并網(wǎng)和區(qū)域離網(wǎng)發(fā)電。
2.做功效率高。采用連接在旋轉(zhuǎn)軸上的多層、多葉片一體的風(fēng)輪機(jī)構(gòu)，受風(fēng)面風(fēng)力作用大，背風(fēng)面阻力小，風(fēng)能利用率高。單位風(fēng)場(chǎng)發(fā)電量大。
3.建設(shè)投資省。設(shè)備具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，可實(shí)現(xiàn)全面國(guó)產(chǎn)化，大大節(jié)省建設(shè)投資資金。初步估算，比同容量風(fēng)機(jī)節(jié)省投資10%以上。
4.成本低效益好。運(yùn)行費(fèi)用在 0.3元/kwh以下 ，按10兆瓦規(guī)模計(jì)算，運(yùn)營(yíng)成本低于現(xiàn)有風(fēng)電、火電、水電、核電等設(shè)備，運(yùn)營(yíng)商可獲得良好效益。
5.使用壽命長(zhǎng)。設(shè)備框架采用金屬材料，風(fēng)葉采用高分子紡織材料，風(fēng)輪風(fēng)阻小、重量輕，大大降低了易損部件的損耗；并具有較強(qiáng)的抗破壞能力，保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。
6.運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng)。設(shè)備做功效率高，隨風(fēng)速智能調(diào)控多臺(tái)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，單機(jī)年運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間達(dá)6000小時(shí)以上，是其他風(fēng)電設(shè)備的3倍。
7.安裝維修方便。設(shè)備框架和部件尺寸、重量設(shè)計(jì)合理，標(biāo)準(zhǔn)化模塊組合，運(yùn)輸、安裝方便；發(fā)電機(jī)和控制、制動(dòng)裝置安裝在地面機(jī)房，保養(yǎng)維護(hù)方便。
目前，山東中泰新能源集團(tuán)公司研發(fā)成功的50MW-100MW風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目已引起內(nèi)蒙古、寧夏、江蘇、中電投等省市和風(fēng)電企業(yè)的高度關(guān)注。有專家稱，我國(guó)特大型垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置以其技術(shù)、成本等優(yōu)勢(shì)，將逐步取代水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，成為世界新能源的主力軍。
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