與陸地風電相比,海上和潮間帶風電機組的環境與陸地條件完全不同,海上風電技術遠比陸地風電復雜。在設計和建造海上風電場的過程中,我們將不得不考慮海上惡劣自然和環境條件的影響。如鹽霧腐蝕、波浪載荷、海冰碰撞、臺風破壞等制約因素。
海上風電建設不同於其他項目,涉及到海域功能的劃分、航道和電纜的鋪設、海上風機的設計、建造和安裝、並網、環境保護乃至國防安全等壹系列問題。
與陸上風電相比,海上風電遠離海岸。在惡劣的海洋環境影響下,螺栓等易損件故障加速,機電系統故障率大大增加,導致維修頻率加快。同時需要專門的設備和運輸工具進行運維,導致維護支出大增。
那麽,既然海上風電的條件不如陸地,為什麽還要發展海上風電呢?
具體來說,海上風力發電相對於陸地的優勢是顯而易見的:
1.海上的風很穩定。
風扇運轉的好不好取決於風。海上的風力壹般比陸地上的大。陸地地形的起伏對減緩地面風速有很大作用,所以陸地風扇都設置得很高,以利用高空風。但由於地形問題,陸地上不同高度的風速差異很大,導致風切變(垂直風速變化)較大,使風輪上下不平衡,導致傳動系統容易損壞。在海上不存在這樣的問題。海平面壹般比較平坦,風沒有阻力,平均風速高,風切變小於陸地。另外,海上風向變化的頻率比陸地低,所以海上風能非常穩定。
2.風扇的利用率更高。
風力發電機的發電量與風速的三次方成正比,海上風速比陸地高20%左右,所以在相同發電量下,海上風力發電機的年發電量可以比陸地高出70%。如果陸上風機年發電利用小時數為2000小時,海上風機可達3000小時以上。
3.單機裝機容量較大。
單個風扇的發電能力越大,在同壹個地方使用的清掃面積和能源就越多,也就是資源利用得越充分。單機容量越大,發電機越大,葉片越長。陸地上最大的問題是交通。在陸地上運輸近百米長的葉片(分成兩段時甚至有幾十米)很困難,但在海上不存在這個問題。直接用船拉他們就行了。比如尤氏電氣參與的陸上風機項目最大2.5MW,而湖南平灣的海上風機直接5MW起步。在中國市場,壹臺5MW的風力發電機可以在不消耗任何能源的情況下從空氣中獲得超過4億元的電力。
4.不占地,不擾民。
土地資源稀缺,耕地紅線不能動,林地不能建等等。隨著陸上風電的發展,陸上風資源好的地方越來越少,風機的噪音對居民和動物的影響更大。有研究機構專門研究過粉絲對野鴨的影響。而海上風電場不存在這些問題,中國是海洋大國,海岸線超過654.38+0.8萬公裏,居世界第四。
5.靠近電力負荷
在我國廣袤的西北地區建設了大量的風電場,這些風電場無疑要通過UHV、UHV線輸送到東南沿海的電力負荷中心,距離超過兩三公裏。而海上風電場基本都是建在沿海壹兩百公裏的地方,離負荷中心比較近,常年多風,非常適合電力負荷中心的需求。
基於以上優勢,建設海上風電場是發展趨勢。雖然海上風電還處於起步階段,特別是在中國,但總體上各國都在發展海上風電。在未來的全球能源供應體系中,海上風電將比陸上風電擁有更廣闊的前景。