摘要:风电技术作为主流技术类型,对各地经济发展和电力发展产生了积极影响。针对我国大型风电技术的现状和前景,提出合理化建议,以促进大型风电技术系统的健全性和利用。
关键词:风电技术;现状;展望
前言:
与传统发电技术不同,风电技术在当前的发展中获得了很多认可。它不仅创造了高经济效益,而且还利用清洁能源发电,缓解了火力发电和核能发电的压力。这是未来的主要发展方向,大规模风电技术的应用可以将风资源的利用提高到一个新的水平。但是,国内人口的增加和各行各业的快速发展增加了对电力资源的需求,因此有必要进一步明确未来的发展目标。
1.大型风电技术现状
1.1风电机组装机总量不断提升
在目前的建设阶段,由于各地环境污染加剧,加上资源消耗严重,大规模风电技术的推广仍在继续。从目前的情况来看,我国风机组装机总数不断改善,可为基础设施建设提供更多支撑。首先,在我国风电总装机数量不断增加后,大型风电技术的效果将得到提升。中国的土地面积相对较大,因此往往融入自然资源综合化的利用。在运行过程中,即使在微风状态下,大规模风电技术仍能产生良好的发电量。对于一些风能丰富的地方,在风力发电机组装机总数大大提高后,对固有的风电技术运行将更有帮助,进而形成电力工业发展的良性循环。其次,在风力涡轮机组装机的总数已经升级之后,这意味着该地方的其他动力工作也将得到极大的帮助,但是在总装机容量适度增加之后,将能够使用大风。在一些地方,虽然风能的能源不发达,但其他可再生能源和清洁能源的推广是有效的,并且在电力系统中形成良性循环。
1.2海上风电技术日趋健全
对于风力发电来说,最重要的因素是充足的风力。中国对电力资源的需求非常强劲,单靠陆上土地使用是不够的。中国的海岸线漫长,海域辽阔。利用海风用于发电,我相信我们可以取得更好的成绩。近年来,海上风电技术的建设,设备和基础设施不断完善。一些海上风电技术已被人们使用,它为沿海地区的电力支持提供了很多帮助。从客观的角度来看,海上风速相对较大,资源的稳定性相对较高。经过计算,发现海上风力发电比陆地风能技术更强劲,这将使大规模风电技术在未来产生更多电力,基本上超过陆地风力发电的50%,可以看出,海上风电技术的实施取得了较好的效果。一方面,它减少了固有的缺乏;另一方面,风能资源的利用将更加重要,创造的价值将更加理想。
2.大型风电技术的展望
2.1风轮叶片设计与制造技术
我国在现阶段的发展当中,虽然整体上处于发展中的状态。然而,许多技术的研究已经可以达到国际一流技术标准。在不断的研究和实施的大型风电技术的过程中,风力涡轮机叶片的设计和制造技术将成为大型风电技术的一个重要方向。风力涡轮机叶片是风力涡轮机的主电源组件。叶片的设计和制造,可保证较大的风力发电技术的发电和更好的改善发电稳定性。传统的叶片设计与FRP完成。这主要是由于FRP自身的特性,包括强度高,重量轻,耐腐蚀等。对于现代的叶片设计,高强度和重量轻的大容量片主要用于设计。在很多地方主流单位都设计有玻璃纤维增强复合材料。这种材料的优点是,它可以根据所述风力涡轮机叶片的力特性被有效地设计,可以在强度和刚性的把握来获得更好的结果。
此外,该设计方法实施后,机翼的整形工作可以更好地完成,也能将最大的空气动力学效率得以改进提高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经过调查,我发现了一个5-10MW风电机组,它可以完全通过应用上述的叶片设计方法来完成。在另一方面,碳纤维材料是相对昂贵的,也能完成。可以应用到叶片的设计当中,但是,需要尽可能控制成本。另外,对于大型风力发电技术,它是违背了研究的初衷,这是不利于大规模推广。
风力涡轮机叶片是风力涡轮机的主要动力部件。叶片设计和制造技术涉及叶片材料、叶片结构和空气动力学性能。大多数传统叶片都是由FRP制成的。主要考虑因素是FRP的比强度和比刚度,重量轻,耐腐蚀,抗疲劳性好,易成型。目前,大型风力发电机组的发展趋势是采用高强度、轻质、大容量叶片。玻璃纤维增强复合材料(GRP)已广泛应用于主流机,优点是可以根据风力涡轮机叶片的力特性设计强度和刚度,并且翼型很容易成型,可以形成最大的空气动力效率。对于较大的5~10MW风力涡轮机,由于更高的强度和刚度要求以及更大的自重,叶片设计适用于昂贵的碳纤维材料。上述材料均为热固性树脂,目前的热塑性树脂,即所谓的“绿色叶片”,具有回收等一系列优点,解决了环境问题,满足了现代工业绿色设计的要求。风力涡轮机叶片翼型性能影响风力涡轮机的风能转换效率。
传统的低速风力涡轮机叶片使用薄而略微凹的翼型,而现代高速风力涡轮机使用流线型叶片。据报道,美国开发了一种新型风力涡轮机,它使用遮挡物围绕其风力涡轮机叶片,引导空气通过叶片并加速空气,产生的能量相当于传统风力涡轮机直径的两倍,转向风能转化为电能,且节省的成本将近有一半。最近,未来刀片的概念也已在国际上推出未来叶片,需要更多的风能,更可靠、更耐用的拍摄,采用智能材料和结构。例如,嵌入在叶片上的光导纤维系统,采用结构健康状态监测技术来诊断的结构完整性和雷击等,为了提高可靠性和降低风力发电成本。另一个例子是航空弹性裁缝到叶片的设计中的应用,使用该复合材料的非对称和不平衡的层次感。
2.2传动结构设计与制造技术
在研究过程中,中国的大型风电技术在多元化领域得到了深入的研究,必须积极地实施每一个内容。传动结构的设计和制造技术也是大型风电技术的重要组成部分,对未来的风力发电具有决定性的影响。风力发电在中国广泛分布。无论是陆地风力发电还是海上风力发电,都必须保持传输结构稳定,更好地抵御外部因素。因此,它在制造技术中更加要求安全可靠。风力涡轮机传动机构包括齿轮机构,轴承,润滑系统,状态监测系统等。统计数据显示,风力发电机齿轮箱故障率约为50%,与轴承选择,制造,润滑和运行条件有关。目前,国内兆瓦级机组的核心部件,如电机,变速箱,叶片,电子控制设备和偏航系统及研究基础部件齿轮箱轴承,偏航轴承,变桨轴承和主轴轴承,仍依赖进口。作为风力涡轮机的重要部件,齿轮箱直接影响风力涡轮机的运行性能。国家检测极为重要,该国仍处于探索阶段。中国是第一个使用风能的国家,但与发达国家相比,技术上还存在一定的差距。随着国家发展计划和相关激励政策的不断发展,中国的风电产业必将进入大规模高速发展的新阶段。目前,超大型风电机组的设计由丹麦类型仍然占主导地位,制造材料更多元化,技术水平不断提高,设计理念不断更新。据预计,将有以下几个方面的重大突破。
结语:
本文讨论了在中国大型风电技术。对于现有技术的研究较为迅速,很多技术问题已经解决,并在技术系统的改良和利用,都在朝着积极的方向发展,总的结果是非常好的。在未来,有必要深化风力发电技术的研究开发和加强全面的优化工作。
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论文作者:宋建强
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/3
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