今天我要在這裡講的是站在大衆角度,如何看待這白白的大風車,當他們在電視或者現實中路過時,心裡肯定會有很多問題,例如,這風車有多高?轉的多快?轉一圈發多少電?一台這麼大設備多少錢?一年能發多少電賺多少錢等?
我作為混迹在風電圈的一名工作者,經常會碰到人們問我這些問題,我覺得我也有義務在此集中解答一下大家關心的問題,根據最新數據,截至 2018 年底,全國發電裝機容量19.0 億千瓦,而并網風電1.8 億千瓦,占比已經達到9.7%,作為火電和水電之後的第三大能源,可以說風電在中國的發展是一個飛速上升的過程,在全世界也是一個奇迹,所以我也想在此向大家科普一下風電,本文隻讨論大風電機組,各位風電同仁要是看到此文章,有任何不對歡迎指出。
一、前言
我國風能資源豐富,可開發利用的風能儲量約10億kw,其中,陸地上風能儲量約2.53億kW(陸地上離地10m高度資料計算),海上可開發和利用的風能儲量約7.5億kW,共計10億kW。
二、白色的風車有多高
當你在視頻裡面看到風機時,風機的高度你是無法直觀的感受到,而當你真正親眼看到尤其是站在風機下面時,你才會發覺,這貨是又高又大。
風電機組的發展從最早期20年前的200KW/750KW等小機組發展到中期陸上1500KW/2000KW,現在已經發展到了5000KW-8000KW的海上大型風電機組,依照風電行業的規律,風電機組的單台裝機容量越大,風機的越高大。
早期的小機組750KW/850KW的高度一般在50-60米左右大緻相當于20層樓的高度,這種機組由于是早期裝的數量偏少,一般不常見。
中期的機組陸上1500KW/2000KW集中在2007-2014年這七八年時間建設的最多,這類機型一般高度70-90米之間,也就是25-30層樓的高度,平時大家見得多的也是此類風機。
4000-6000KW的大型機組是2014年以後快速發展的海上風電機組,這類機組高度一般在100-120米左右,大緻相當于35-40層樓的高度,平時大家也見得不多,基本在近海地區。
三、白色風車轉速多少
回答這個問題,我們以大家常見兆瓦級風機為例(後面問題也是如此)。此類風機一般在3m/s的風速下開始啟動,在12m/s風速達到額定功率滿發狀态,此時的葉輪轉速在15-17r/min左右,而一般風速6-8m/s左右的風速下,轉速在12-13r/min。
别看葉輪遠看轉的慢,一分鐘也就十幾圈,由于線速度和角速度以及轉動半徑的關系,其葉片葉尖線速高達200-250Km/h,和動車速度有的一拼,故站在風機下面你會聽到很大的風哨聲,那時葉片高速劃過空氣的聲音。
四、風機葉輪轉一圈發多少電
這個問題作為風電愛好者,隻能理論上算一下,畢竟風速一直在變化。以1500KW風機額定風速11.5m/s,如果實現額定功率的話,一個小時發1500度電量。葉輪每分鐘大約轉17圈。一個小時17*60=1020圈。1500/1020≈1.5度。
一般3m/s切入風速,根據圖片,89米葉輪直徑風機,在平均風速7m/s的地方,持續一個小時,大概600度電,一圈約0.6度。
一、一年能發多少電賺多少錢
回答這個問題依然以上面的1500KW機型為例,一個年平均風速為7m/s的典型風電場,按照全國2000小時的年平均可利用小時數計算,年發電量=一小時額定發電量*2000小時=1500kw.h*2000=300萬kw.h(度電),按照目前還有補貼的平均風電上網電價0.5元/kw.h,也就說一台額定功率為1500KW的風機,其一年産生的經濟效益為150萬元。
二、一台這麼大設備多少錢,多少年回本
風力發電機的價格一般是按每KW的單價計算,一台風機的價格就是額定功率*每KW的單價的總額。每KW的單價和很多因素有關,一個是時間,一個是地區,最後就是廠家的定價。
時間因素主要影響在技術的成熟度,早期風機技術不成熟,價格偏高,1萬元/KW。後來随着技術的發展,單價不斷下降。
地區因素主要影響設備使用的等級,比如沿海或海上就比内陸的單價貴,因為風機内部設備都需要采用防護等級很高的設備應對煙霧腐蝕,成本自然高。
第三個廠家定價,早期主要是國外廠家技術或直接參與,單價也非常高,後來國産機組快速發展,競争越演越烈,單價從早期的8000元/kw降到最新3000元/kw,降幅巨大。
我還是以常見的1500KW機組為例,假設裝機時間在2011-2013年,此時的每KW單價在5000元左右,一台風機的造價=1500KW*5000元/kw=750萬元。
至于一台風機多長時間能回本,根據行業内的統計,一台風機的年運營成本包括設備更換維護費以及風電場配套設施分攤費以及人員工資等,一台風機年成本在50萬左右,也就是說一台機組回本周期=750萬/(150萬-50萬)=7.5年左右。此處不考慮三北地區的限電情況。
三、結語
風是沒有公害的能源之一。而且它取之不盡,用之不竭。對于缺水、缺燃料和交通不便的沿海島嶼、草原牧區、山區和高原地帶,因地制宜地利用風力發電,非常适合,大有可為。
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