海上风电和陆上风电的区别
与陆地风电相比,海上和潮间带风电机组的环境与陆地条件完全不同,海上风电技术远比陆地风电复杂。在设计和建造海上风电场的过程中,我们将不得不考虑海上恶劣自然和环境条件的影响。如盐雾腐蚀、波浪载荷、海冰碰撞、台风破坏等制约因素。
海上风电建设不同于其他项目,涉及到海域功能的划分、航道和电缆的铺设、海上风机的设计、建造和安装、并网、环境保护乃至国防安全等一系列问题。
与陆上风电相比,海上风电远离海岸。在恶劣的海洋环境影响下,螺栓等易损件故障加速,机电系统故障率大大增加,导致维修频率加快。同时需要专门的设备和运输工具进行运维,导致维护支出大增。
那么,既然海上风电的条件不如陆地,为什么还要发展海上风电呢?
具体来说,海上风力发电相对于陆地的优势是显而易见的:
1.海上的风很稳定。
风扇运转的好不好取决于风。海上的风力一般比陆地上的大。陆地地形的起伏对减缓地面风速有很大作用,所以陆地风扇都设置得很高,以利用高空风。但由于地形问题,陆地上不同高度的风速差异很大,导致风切变(垂直风速变化)较大,使风轮上下不平衡,导致传动系统容易损坏。在海上不存在这样的问题。海平面一般比较平坦,风没有阻力,平均风速高,风切变小于陆地。另外,海上风向变化的频率比陆地低,所以海上风能非常稳定。
2.风扇的利用率更高。
风力发电机的发电量与风速的三次方成正比,海上风速比陆地高20%左右,所以在相同发电量下,海上风力发电机的年发电量可以比陆地高出70%。如果陆上风机年发电利用小时数为2000小时,海上风机可达3000小时以上。
3.单机装机容量较大。
单个风扇的发电能力越大,在同一个地方使用的清扫面积和能源就越多,也就是资源利用得越充分。单机容量越大,发电机越大,叶片越长。陆地上最大的问题是交通。在陆地上运输近百米长的叶片(分成两段时甚至有几十米)很困难,但在海上不存在这个问题。直接用船拉他们就行了。比如尤氏电气参与的陆上风机项目最大2.5MW,而湖南平湾的海上风机直接5MW起步。在中国市场,一台5MW的风力发电机可以在不消耗任何能源的情况下从空气中获得超过4亿元的电力。
4.不占地,不扰民。
土地资源稀缺,耕地红线不能动,林地不能建等等。随着陆上风电的发展,陆上风资源好的地方越来越少,风机的噪音对居民和动物的影响更大。有研究机构专门研究过粉丝对野鸭的影响。而海上风电场不存在这些问题,中国是海洋大国,海岸线超过654.38+0.8万公里,居世界第四。
5.靠近电力负荷
在我国广袤的西北地区建设了大量的风电场,这些风电场无疑要通过UHV、UHV线输送到东南沿海的电力负荷中心,距离超过两三公里。而海上风电场基本都是建在沿海一两百公里的地方,离负荷中心比较近,常年多风,非常适合电力负荷中心的需求。
基于以上优势,建设海上风电场是发展趋势。虽然海上风电还处于起步阶段,特别是在中国,但总体上各国都在发展海上风电。在未来的全球能源供应体系中,海上风电将比陆上风电拥有更广阔的前景。