長期以來,海上風(fēng)電直驅(qū)式、雙饋式和半直驅(qū)式三種技術(shù)路線分庭抗禮,各有優(yōu)劣。但在海上風(fēng)電技術(shù)路線的競爭中,半直驅(qū)技術(shù)憑借獨(dú)特的性能優(yōu)勢,正逐步脫穎而出,成為市場的主流選擇。
據(jù)CWEA統(tǒng)計(jì)的2024年中國下線的海上風(fēng)電機(jī)型數(shù)據(jù)顯示,在2024年下線的全部海上風(fēng)電機(jī)型中,技術(shù)路線越發(fā)單一,全部為半直驅(qū)機(jī)型。這表明,經(jīng)過2-3年的市場驗(yàn)證,半直驅(qū)技術(shù)路線已被絕大多數(shù)廠商接受,成為權(quán)衡海上風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)品低成本、高可靠性與高效率“不可能三角”的最佳選擇。
回溯海上風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展歷程,早期技術(shù)路線可謂百花齊放。直驅(qū)永磁技術(shù)以其高可靠性著稱,由于沒有齒輪箱,減少了故障點(diǎn),運(yùn)行穩(wěn)定性高,能適應(yīng)復(fù)雜惡劣的海上環(huán)境。但其發(fā)電機(jī)體積大、重量重,制造成本居高不下。雙饋異步技術(shù)則憑借成本相對較低、技術(shù)成熟的優(yōu)勢,在早期市場占據(jù)一定份額,不過其齒輪箱維護(hù)頻繁、可靠性欠佳的問題也逐漸凸顯。
半直驅(qū)技術(shù)路線在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生,它巧妙地融合了直驅(qū)與雙饋兩種技術(shù)的長處。其傳動(dòng)鏈由兩級傳動(dòng)齒輪箱和中速永磁發(fā)電機(jī)構(gòu)成,通過兩級傳動(dòng)齒輪箱適當(dāng)提高永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速,相較于直驅(qū)風(fēng)機(jī),可使用體積更小、重量更輕的永磁發(fā)電機(jī),有效降低了成本。
對比雙饋風(fēng)機(jī),半直驅(qū)機(jī)組轉(zhuǎn)速更低,可靠性大大增強(qiáng)。據(jù)測算,在某些特定工況,采用半直驅(qū)技術(shù)后,風(fēng)機(jī)的故障發(fā)生率降低了30%,維修成本減少了40%。同時(shí),采用中速傳動(dòng)的超緊湊傳動(dòng)鏈技術(shù),載荷受力傳遞路徑較短,能有效減輕齒輪箱、發(fā)電機(jī)經(jīng)受的載荷,通過均分風(fēng)機(jī)部件的設(shè)計(jì)和制造難度,保證了風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的可靠性,進(jìn)而降低綜合度電成本。
目前,半直驅(qū)技術(shù)路線已被絕大多數(shù)廠商欣然接受。從市場份額來看,在2024年新招標(biāo)的海上風(fēng)電項(xiàng)目中,采用半直驅(qū)技術(shù)路線的機(jī)組占比超過70%。主流整機(jī)廠商紛紛加大在該技術(shù)路線上的研發(fā)投入與產(chǎn)品布局。
2016-2024年中國海上風(fēng)電機(jī)組不同技術(shù)類型新增裝機(jī)容量占比
如明陽智能,其推出的基于半直驅(qū)技術(shù)的海上風(fēng)電機(jī)組,單機(jī)容量不斷提升,在市場上備受青睞,2024年其海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量達(dá)175.7萬千瓦。金風(fēng)科技也緊跟步伐,憑借半直驅(qū)技術(shù)的產(chǎn)品在海上風(fēng)電市場斬獲頗豐,新增裝機(jī)容量達(dá)110.2萬千瓦。
在風(fēng)電邁向深遠(yuǎn)海開發(fā)的征程中,半直驅(qū)技術(shù)同樣展現(xiàn)出強(qiáng)大的適應(yīng)性,半直驅(qū)憑借其緊湊的結(jié)構(gòu)、較輕的重量以及良好的可靠性,能夠更好地適應(yīng)深遠(yuǎn)海的特殊環(huán)境。目前,國內(nèi)已經(jīng)投運(yùn)的引領(lǐng)號、扶搖號、觀瀾號、天成號、共享號等浮式風(fēng)電項(xiàng)目均采用半直驅(qū)技術(shù)作為支撐。
海上風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展日新月異,半直驅(qū)技術(shù)路線雖已成為當(dāng)下的主流選擇,但行業(yè)的創(chuàng)新腳步不會(huì)停歇。未來,隨著技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步,或許會(huì)有更先進(jìn)的技術(shù)路線出現(xiàn),進(jìn)一步優(yōu)化海上風(fēng)電機(jī)組的性能,降低成本,提升效率。
2025年7月2日,北極星電力網(wǎng)、在山東煙臺舉辦第五屆海上風(fēng)電創(chuàng)新發(fā)展大會(huì),大會(huì)以“逐風(fēng)深藍(lán) 創(chuàng)新賦能”為主題,將邀請來自行業(yè)主管部門、高端智庫、科研院校、領(lǐng)軍企業(yè)以及重大項(xiàng)目的相關(guān)代表齊聚一堂,共同探討創(chuàng)新發(fā)展之路,擘畫海上風(fēng)電的未來藍(lán)圖。
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( 來源: 作者: 周小彥 )