風能是潔凈環(huán)保的可再生能源,人類對風能的利用至少已經(jīng)有3000年歷史,由于受到當時經(jīng)濟、技術(shù)方面的因素制約,風力發(fā)電技術(shù)發(fā)展緩慢。19世紀70年代世界爆發(fā)石油危機之后,歐美等發(fā)達國家為尋找能夠替代化石燃料的新能源,投入了大量的科研經(jīng)費與激勵政策研制風電機組。二十世紀,風力發(fā)電事業(yè)在全球范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展,風電機組單機發(fā)電量從最初的kW級發(fā)展到現(xiàn)在的MW級,從最初的小型離網(wǎng)型單機發(fā)展到現(xiàn)在大型并網(wǎng)型機組。從最初的木制葉片、固定輪轂及側(cè)偏尾舵調(diào)速發(fā)展到現(xiàn)在的玻璃纖維片、定槳距或變槳距以及偏航對風調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
全球風能理事會(GWEC)2012年3月7日公布的調(diào)查結(jié)果顯示,2010年全年新建風力發(fā)電設(shè)備的裝機總?cè)萘颗琶孜坏氖侵袊?16.5GW),比排名第二的美國(5.12GW)多出2倍多。這意味著中國的裝機總?cè)萘窟h超美國,是世界第一風電大國。
從目前的發(fā)電方式的碳排量來看,煤發(fā)電為275g,油發(fā)電為204g,天然氣發(fā)電為181g,風力發(fā)電為20g。風力發(fā)電的碳排量相比之下小得多。除水電外,風電是開發(fā)技術(shù)最成熟、開發(fā)成本最低,也是未來最具大規(guī)模價值的可再生能源之一。
中國“十二五”規(guī)劃提出的100GW風電裝機目標中,將有至少20GW的份額屬于低風速風電場。譬如,廣西的風場大部分屬于低風速區(qū),近期開發(fā)的力度加大,而在廣西風力發(fā)電規(guī)劃項目選定的96個風電場選點中,桂林占了48個,可以說,桂林是廣西風力發(fā)電開發(fā)的重點。
建立風場的首要任務(wù)就是要選擇適合于風場地域特點的風電機組。譬如,為適應(yīng)桂林地區(qū)的特殊運行環(huán)境,必須要求風電制造企業(yè)調(diào)整原有設(shè)計方案,并提供調(diào)整方案后樣機的試驗數(shù)據(jù),以保證調(diào)整方案的合理性。
在風場的運行過程中密切關(guān)注風電機組設(shè)計方案中較為薄弱的環(huán)節(jié),提高風電機組運行的可靠性。由于近年來風電發(fā)展迅速,部分生產(chǎn)企業(yè)急于占領(lǐng)市場,忽略對調(diào)整方案樣機的測試與試驗,給風電發(fā)展帶來了巨大的隱患。
本文結(jié)合在廣西地區(qū)低風速風區(qū)的工作實踐經(jīng)驗,主要討論風場選擇風電機組及運行維護應(yīng)重點關(guān)注的幾個問題。