比起生产成本的增加,电力的产量的增加速度更快,生产规模越大,便越为有利规模经济(economics of scale)有同样适用于电力产业。大部分火力、水力、核电设备容量较大的原因是,发电容量越大,单位发电成本就可以加速降低。现在正如火如荼的风力发电设备也是规模经济规律的适用领域之一。
首先进入直径200米级别超大型风力发电机市场的是美国GE再生能源(GE Renewable Energy),其将向美国和欧洲的大型海上风电项目供应直径达220米的Haliade-X系列机组。Haliade-X安装了由单根长度达107米的3支叶片组成直径220m长的转子。仅安装高度及达到260米,发电容量则根据安装场所的风资源情况划分为12MW、13MW、14MW三档。
▲Haliade-X发电机样机
Haliade-X的院级于2019年完成安装,并将于2021年中转让给客户。该机组产品将供应至建设于美国东部海岸地区的Vineyard Wind 1海上风力发电项目和英国Dogger Bank海上风力发电项目等大型项目。
欧洲著名风力发电设备制造商丹麦的Vestas也开发了比GE可再生能源的Haliade-X更大的风力发电机V236-15.0 MW。V236-15.0 MW顾名思义发电机额定功率为15MW,叶片长度达115.5米。转轮直径236米,捕风面积43,742平方米。根据Vestas方面提供的数据,其每年可生产80GWh的电力,减少38,000吨的二氧化碳排放。设计运行寿命为25年,在其于2022年正式对外公布后,届时将成为全球最大的风力发电机。其投入量产的时间计划为2024年。
▲Vestas V236-15.0 MW
虽然在世界市场上知名度相对较低,但中国风力发电机制造商也得到来自中国政府层面的积极支持,并进军超大型风力发电机的设计和生产阶段。中国风力发电机制造商广东明阳智能能源集团正在开发的MySE 16.0-242设计容量为16MW,比迄今最大14MW的Haliade-X或V236-15.0 MW拥有更大的发电容量。叶片长度为118米,转子直径为242米。扫风面积等于6个标准足球场的大小。明阳方面表示,计划将于2022年公布原型机,并于2024年投入量产。
Haliade-X和V236-15.0 MW的发电容量均比目前使用的主力大型风力发电机增加了60%以上。MySE 16.0-242的直径也比明阳之前开发的MySE 11.0-203机型增加了19%,但随之得到的是更大的发电量,增加约45%。
▲MySE 16.0-242
目前正在开发或已投入生产的200米级超大型海上风力发电机,可实现降低发电成本,有助于可再生能源的普及和推广工作。
虽然目前难以判断今后风力发电设备的容量和直径能发展至多大的程度,但如果继续保持现在的发展趋势,美国、欧洲、中国的制造商们持续致力于开发超大型风力发电机,估计几年内打破300米的直径壁垒也并非空谈。