风电成本高昂的问题,很大程度上源于风电机组占据了风电场总投资的七成以上,这使得风电在与火电、水电的竞争中显得力不从心,政府的补贴成为了其发展的关键推动力。一项名为“201010571789.8”的中国专利技术,正是针对这一痛点,通过极低的成本提升现有同步型风力发电机的发电效率,实现从不同风速中获取更多风能,从而有效降低风电成本,增强市场竞争力。
皖南电机,作为国内风电设备制造领域的佼佼者,其研发的增能型风力发电机系统,历经多年研发,已实现产业化。该技术的增能机理包括:在微风条件下,机组降低切入风速,提前开始发电,从而获得更多能量;在中风速阶段,通过提高发电机效率增加发电量,实现更多经济收益;在额定风速及以上阶段,机组凭借提高发电机额定功率的优势,提升*大输出功率,实现*大经济利益。新技术能使发电机输出功率提高约15%,在功率提升的同时,总损耗保持不变,使得发电机实际效率比未采用该技术改造前更高,甚至可能以零成本提高发电机额定功率15%。
目前,风电场中主要使用异步型和同步型两大类发电机组。同步型风电机组品种更多、技术更先进,主要包括数MW级的直驱机,如低速永磁直驱机、低速励磁直驱机和中速半直驱同步机,以及带齿轮箱的高速永磁机或高速励磁机、无刷励磁机等多种机型。安徽皖南电机生产的同步风力发电机组产品,正是采用了这一增能技术。
皖南电机价格表 显示,本增能技术适用于众多知名企业的产品,如德国Enercon公司的E系列励磁直驱机、德国Siemens公司的永磁直驱机、瑞典ABB公司的高压永磁直驱发电机,以及国内金风科技、湘电风能、南车风电、南车株洲电机、广西银河艾万迪斯、华创风能、北车风电、山东长星风电科技、山东鲁科风电设备、上海万德风力发电、江西麦德风电、江西力德风力发电、国电联合电力、诺德文德、明阳风电等公司的产品。
在我国风电场中,同步发电机总功率约占25~35%,新建风场占比可能在30~40%。德国新建风场的同步直驱已超过50%。目前,本技术已能够使各种同步型风力发电机组增能。例如,现有风场或用户的同步型风力发电机,都可以通过本技术改造原机组,提高设备的经济收益。企业只需投入少量经费即可实施机组改造,改造后的机组每一年中多获得的发电量,其经济收益约为改造所需费用的50~100倍,平均约在4天至多一星期就能收回全部改造成本。若计算风机剩余寿命为15年,其经济产出与改造费用投入之比将高达750~1500倍。
对于风机制造企业而言,本技术的经济利益同样巨大。以西门子3.6MW永磁直驱机的SWT-3.6-107为例,采用本增能技术改进后的发电机,相当于升级为4.1MW,增加了500kW额定功率,按欧洲市场较低的风机价格650欧元/kW计算,一台机组增加的销售收益约为32.5万欧元。以国内*大的永磁直驱机制造企业金风科技公司的2.5MW机为例,采用本技术,原有机组的额定功率在增加不多成本的前提下可升为2.9MW机,每台机可以增加销售收入144万元。5MW或6MW机组则升级为5.7MW或6.9MW机组,更可增收每台269万元或346万元。
小型机基本上都是永磁同步发电机,也可以采用本技术提高发电能力,增加发电收益。本技术已非常成熟,可向合格的风电企业,包括发电业和制造业的中外企业提供许可证使用授权。