發(fā)展?jié)摿Υ?中小型風(fēng)力發(fā)電前景看好

　　日前，在2015第十一屆UPS供電系統(tǒng)及其基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)峰會(huì)上，清華大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院博士生導(dǎo)師楊耕指出，新能源發(fā)電和分布式發(fā)電作為未來(lái)配電網(wǎng)的趨勢(shì)之一，其運(yùn)用前景和發(fā)展?jié)摿ξ阌怪靡伞?duì)此，安思卓（南京）新能源有限公司營(yíng)銷副總宋江濤認(rèn)為，風(fēng)力發(fā)電是可再生清潔能源生產(chǎn)的重要組成部分，合理地選擇風(fēng)電與其它清潔能源的互補(bǔ)可以得到很好的利用效果。因此，建立一個(gè)利用風(fēng)力發(fā)電并存儲(chǔ)的住宅能源系統(tǒng)，無(wú)疑是為未來(lái)的能源發(fā)展提供了一個(gè)有效的運(yùn)行模式。

　　中小型風(fēng)電未普及

　　隨著現(xiàn)有不可再生能源的儲(chǔ)量逐年減少，以及能源開發(fā)而導(dǎo)致的環(huán)境污染等問(wèn)題，人類開始思考新的能源利用方式。其中，風(fēng)能作為一種資源豐富、清潔可再生的新能源，使得各國(guó)都把風(fēng)能作為重點(diǎn)開發(fā)的能源之一。目前，世界風(fēng)能資源十分豐富，但各國(guó)開發(fā)利用的風(fēng)能資源不到全世界風(fēng)能資源的20%。調(diào)查表明，只要在占國(guó)土面積0.6%的地方安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)，就可以滿足20%的電力供應(yīng)。

　　宋江濤介紹，現(xiàn)階段全球風(fēng)力發(fā)電主要有兩種利用方式，一類是作為常規(guī)電網(wǎng)的電源并網(wǎng)運(yùn)行，此類商業(yè)化機(jī)組單機(jī)容量較大，目前已達(dá)到了MW級(jí)，既可以單獨(dú)并網(wǎng)，也可以由多臺(tái)甚至成百上千臺(tái)組成風(fēng)電場(chǎng)。一類是獨(dú)立運(yùn)行供電系統(tǒng)，即用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)為蓄電池充電，再通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成交流電向終端用戶供電，或者采用中型風(fēng)電機(jī)與柴油發(fā)電機(jī)或光伏太陽(yáng)電池組成混合供電系統(tǒng)，可解決小的社區(qū)用電問(wèn)題。

　　根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，大規(guī)模的風(fēng)電并網(wǎng)存在著一些問(wèn)題，比如：風(fēng)力發(fā)電成本過(guò)高；風(fēng)電場(chǎng)的選址要求高，只有少部分地區(qū)能滿足大規(guī)模建場(chǎng)要求；風(fēng)速的波動(dòng)性和隨機(jī)性會(huì)導(dǎo)致在風(fēng)電容量比較高的風(fēng)網(wǎng)中產(chǎn)生閃變、頻率偏差、諧波等電能質(zhì)量問(wèn)題；風(fēng)電場(chǎng)基本都建于偏遠(yuǎn)地區(qū)，長(zhǎng)距離運(yùn)輸時(shí)電量損耗大；風(fēng)電機(jī)組的尺寸都較大，安裝運(yùn)輸比較困難，并且使用壽命達(dá)不到預(yù)期值，葉片斷裂、控制系統(tǒng)失靈等事件時(shí)有發(fā)生，產(chǎn)生的后果相當(dāng)嚴(yán)重。

　　宋江濤認(rèn)為，分布式風(fēng)力發(fā)電可以將風(fēng)電系統(tǒng)以小規(guī)模、分散式方式布置在用戶附近，能獨(dú)立地輸出電能的系統(tǒng)，具有投資省、系統(tǒng)可靠性高、清潔可再生等優(yōu)點(diǎn)，而且具有就近入網(wǎng)、就地消納和不需要電網(wǎng)傳輸?shù)葍?yōu)勢(shì)。

　　風(fēng)力制氫并可儲(chǔ)能

　　因?yàn)轱L(fēng)能的間歇性、不穩(wěn)定特點(diǎn)，無(wú)法直接利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)24小時(shí)提供電力，需要借助儲(chǔ)能設(shè)備將風(fēng)能轉(zhuǎn)化儲(chǔ)存起來(lái)。據(jù)介紹，儲(chǔ)能技術(shù)分為三類，包括機(jī)械儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能和電磁儲(chǔ)能。目前，針對(duì)風(fēng)電設(shè)備的特點(diǎn)、風(fēng)電設(shè)備建設(shè)的地理位置，通常使用的是電化學(xué)儲(chǔ)能，在電化學(xué)儲(chǔ)能中最為常用的是蓄電池儲(chǔ)能。

　　根據(jù)儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性，使用最多的是鉛酸蓄電池，但是該電池具有使用壽命有限（4~5年）、環(huán)境要求高（自然通風(fēng)良好，環(huán)境溫度最好在25±10℃的工作場(chǎng)所）、維護(hù)手段復(fù)雜和維護(hù)成本高（年折舊費(fèi)占成本總額的50%以上）的特點(diǎn)，如果無(wú)法提供良好的維護(hù)與保養(yǎng)，會(huì)極大地影響電池的使用壽命。而在電化學(xué)儲(chǔ)能中，近幾年開發(fā)的風(fēng)力氫氣轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)的技術(shù)為此提供了另一個(gè)合理的合作模式。

　　2003年，美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室在美國(guó)科羅拉多國(guó)家風(fēng)力技術(shù)中心發(fā)起了一個(gè)風(fēng)力氫氣（Wind2H2）的示范項(xiàng)目。Wind2H2項(xiàng)目把渦輪機(jī)與風(fēng)力氫氣轉(zhuǎn)換器的電解槽相連，利用風(fēng)能產(chǎn)生的電力把水分解成氫氣和氧氣，氫氣可被儲(chǔ)存并隨后被用于內(nèi)燃機(jī)或燃料電池中發(fā)電。據(jù)介紹，制氫企業(yè)十分認(rèn)同Wind2H2對(duì)風(fēng)能利用的有效性，2007年，若干企業(yè)開始利用風(fēng)電能源進(jìn)行制氫儲(chǔ)能設(shè)備的研究與開發(fā)并加入美國(guó)Wind2H2，現(xiàn)階段已完成新能源制氫設(shè)備的工業(yè)規(guī)模及社區(qū)或個(gè)人使用規(guī)模設(shè)備系統(tǒng)的商業(yè)化，并且可直接利用風(fēng)能進(jìn)行儲(chǔ)能，在技術(shù)和成本上具有極大優(yōu)勢(shì)。所以，風(fēng)電制氫儲(chǔ)能具有壽命長(zhǎng)（長(zhǎng)達(dá)30年）、維護(hù)手段簡(jiǎn)單、維護(hù)成本低的特點(diǎn)。

　　事實(shí)上，由于風(fēng)能在自然界中的間歇性，一直以來(lái)儲(chǔ)存問(wèn)題都沒(méi)有得到有效的解決，風(fēng)電制氫儲(chǔ)能設(shè)備的研發(fā)正好填補(bǔ)了該領(lǐng)域技術(shù)上的空白，并有可能在風(fēng)力較小的時(shí)候提供持續(xù)的動(dòng)力。而且氫能源是公認(rèn)的未來(lái)不可或缺的綠色能源，使用制氫儲(chǔ)能系統(tǒng)配合風(fēng)力發(fā)電有效避免了風(fēng)電并網(wǎng)難題，減少了資源浪費(fèi)，是風(fēng)電利用的新方向。

　　宋江濤表示，就社區(qū)型分布式風(fēng)力發(fā)電的價(jià)值而言，利用制氫儲(chǔ)能是極為可行的。例如，來(lái)自東歐的項(xiàng)目開發(fā)商，利用氫氣發(fā)生器和燃料電池已開發(fā)了一個(gè)分布式的數(shù)字化社區(qū)風(fēng)電項(xiàng)目，即系統(tǒng)耦合的分布式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)——制氫設(shè)備可以提供一個(gè)高效、環(huán)保、友好的綜合解決方案，提供存儲(chǔ)和汽車加氫的系統(tǒng)。

　　中小型風(fēng)電可以進(jìn)社區(qū)

　　當(dāng)前，我國(guó)國(guó)家政策和風(fēng)電開發(fā)形式，使得分布式社區(qū)風(fēng)電系統(tǒng)逐漸進(jìn)入人們的視野。根據(jù)2013年1月1日國(guó)務(wù)院印發(fā)的《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，2005年我國(guó)風(fēng)能為126萬(wàn)千瓦，2010年我國(guó)風(fēng)能為3100萬(wàn)千瓦，2015年我國(guó)風(fēng)能發(fā)電裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到1億千瓦。按裝機(jī)總?cè)萘坑?jì)算，我國(guó)已經(jīng)超過(guò)意大利和英國(guó)，成為世界第6大風(fēng)電大國(guó)。

　　目前，風(fēng)能作為常規(guī)電網(wǎng)的電源并網(wǎng)運(yùn)行主要集中在我國(guó)在“三北”地區(qū)，風(fēng)場(chǎng)處于電網(wǎng)末端，當(dāng)?shù)仫L(fēng)力消納能力不足，系統(tǒng)調(diào)峰能力不夠，出現(xiàn)棄風(fēng)現(xiàn)象，造成巨大的資源浪費(fèi)。特別是風(fēng)能作為獨(dú)立運(yùn)行的供電系統(tǒng)，能夠靈活地適應(yīng)電力需求的社區(qū)型小型風(fēng)機(jī)設(shè)備，并未得到普及。

　　宋江濤認(rèn)為，分布式風(fēng)力發(fā)電聯(lián)合電網(wǎng)運(yùn)行將是今后分布式發(fā)電技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，特別是在風(fēng)力資源豐富地區(qū)的城市周邊。除了考慮到中小型風(fēng)電的環(huán)境效益，風(fēng)力發(fā)電機(jī)納入到社區(qū)中會(huì)大大提高風(fēng)力發(fā)電的靈活性，以便于其獨(dú)立、輕松地把風(fēng)能集成到混合動(dòng)力系統(tǒng)中，與太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)或儲(chǔ)氫系統(tǒng)一起工作。目前，社區(qū)的能源需求決定了建設(shè)的電力規(guī)模，這一般需要根據(jù)用戶用電量、風(fēng)力條件等因素來(lái)確定。其中，分布式社區(qū)風(fēng)能項(xiàng)目設(shè)立的以住宅、農(nóng)業(yè)、商業(yè)和公共部門等能源消費(fèi)中心為重點(diǎn)，通過(guò)在相鄰的一個(gè)或幾個(gè)社區(qū)建立相關(guān)配套設(shè)施，從而直接為最終用戶提供所需能量的一個(gè)友好環(huán)保型風(fēng)能利用方案。

　　宋江濤指出，針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)達(dá)的城區(qū)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)似乎只是提供一個(gè)輔助作用，但對(duì)于一個(gè)特定的地點(diǎn)或社區(qū)來(lái)說(shuō)，小型風(fēng)電項(xiàng)目具有構(gòu)建靈活以及結(jié)合混合動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)。通常中小型規(guī)模系統(tǒng)即可滿足用戶需求，在理想的情況下，針對(duì)間歇性風(fēng)能的利用還應(yīng)加強(qiáng)小型風(fēng)力渦輪機(jī)的開發(fā)，并進(jìn)一步簡(jiǎn)化和集成渦輪機(jī)的安裝、維修和操作服務(wù)，以保障其在任何風(fēng)力情況下存儲(chǔ)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)作。（記者 孟凡君）

來(lái)源：中國(guó)工業(yè)報(bào)

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