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力发电是世界上公认的最接近商业化的可再生能源技术之一。据全球风能协会(GWEC)公布的2003-2007年统计数据,全球风电平均增长率为24.7%,到2007年底,全球总装机容量累计达到近94GW,该年全球大约生产了2000亿度风电电力,约占全球电力供应的1%。2008年全球风电装机增长率为29%,高于过去五年的平均增长速度,2008年底总装机容量达到了120.8GW。在欧洲、北美和亚洲三大主力市场的同时驱动下,2008年世界风电新增装机容量超过27GW,同比增长42%。
进入21世纪,在《欧洲风能发展计划》的引领下,世界风电产业得到了巨大的发展。截至2008年底,在世界风电累积装机容量中,已有包括美国、中国、德国、西班牙、印度等在内的16个国家超过1GW。
20世纪90年代初,欧盟就提出了大力发展风电,到2010年风电装机容量达到4000万千瓦的奋斗目标,并要求其成员国根据总体发展目标制定本国的发展目标与实施计划。在丹麦、德国和西班牙等国的带动下,风电在欧盟大多数国家得到了重视,到2008年底,世界风电装机容量前十名的国家中,欧洲占了7个。2007年欧盟新增发电装机容量中,风电开始超过天然气发电成为第一大新增电源,占据新增容量的46%。美国2007年新增的风电装机也仅次于气电,位居第二;2008年内美国竣工的风电项目容量更是占本年度美国所有新增电力装机的42%。
2007年初,根据技术发展和能源需求的需要,欧盟又进一步修订了发展计划,希望2010年风电装机容量达到8000万千瓦;到2020年风电装机达到1.8亿千瓦,发电量达到3600亿千瓦时;2030年风电装机容量达到3亿千瓦,发电量达到6000亿千瓦时。风电在欧美发达国家已经逐步成为重要的替代能源。
世界风电机组技术发展趋势主要有:
风电机组单机容量持续增大。
风力发电机组技术正朝着提高单机容量、减轻单位千瓦重量,提高转换效率的方向发展。2007年新安装的机组中,兆瓦级风电机组占市场份额的95.7%,2-3MW的风电机组已成为国内外风电市场的主流机型。2007年底,世界上已经运行的最大风电机组单机容量已经达到6MW,风轮直径达127米。目前,已经开始8-10MW的风电机组的设计和制造。
变桨距功率可调节型及双馈异步发电技术机组发展迅速。
由于变桨距功率调节方式具有载荷控制平稳、安全、高效等优点,近年来在风电机组特别是大型风电机组上得到了广泛应用。2006年,全球所安装的风电机组有92%采用了变速恒频技术,而且比例还在逐渐上升。
无齿轮箱直驱式、全功率变流风电技术得到快速发展。
无齿轮箱的直驱方式能有效减少由于齿轮箱问题而造成的机组故障,可有效提高系统运行的可靠性和寿命,可大大减少维护成本,受到了市场的推崇。
大型风电机组的关键部件的性能日益提高。
如,国外已经开发出3000V-12000V的风电专用高压发电机,使得发电机的效率进一步提高;高压三电平变流器的应用大大减少了功率器件的损耗,使逆变效率达到98%以上。
近海风电技术成为重要发展方向。
陆上风电场诸如占用土地、噪音、给周围居民生活带来不便等问题逐渐显露。近年来,欧洲风电场建设从陆上向海上发展,但步伐缓慢,投资大和成本高是制约海上风电开发的主要因素。到2007年底,全世界共建成24个近海风电场,总装机容量达到1077MW。今后五年,全球计划建设的近海风电场总量为6891MW。近海风电场建设这一发展趋势已经不可避免。
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