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风机大型化的实现路径
发布时间:【2021-09-17】 

  风电降本不只是整机设备价格下降,而是最终传导至风电度电成本(LCOE)降低,风机大型化主要通过三条路径实现这一点:


  一、 风机造价下降

  风机的大型化和轻量化为风机提供了成本下降空间并作用于价格。四平鼓风机认为大型化和轻量化为风机带来的是单位零部件用量的持续下降。目前头部整机厂在机型开发中越来越多采用平台化设计,即从规格尺寸上来看风机外形、大部件没有显著变化,仅在关键部分的输出功率或载荷上存在差异,例如发电机、增速机、叶片等,因此能够摊薄单位零部件的用量和采购成本。目前单 GW 风机的铸件耗量已经从 2.5 万吨下降至 2 万吨,塔筒配套量已经从 12 万吨下降至 8 万吨。大型化和轻量化带来的成本下降为风机价格下降让出了足够的空间,也成为 2021 年初至今风机价格持续下降的主要原因。

  二、摊薄非设备成本

  风机的大型化摊薄非设备成本。风电机组单机容量的大小直接影响同等装机规模所需机组台数,例如 100MW 的项目此前所需 20 台 5MW 风机,可降至 14 台 7MW 风机,从而减少了 6 个塔筒和 6 个塔桩的基建成本;进而对线路、塔架等的投入产生影响,推动风电场配套建设和运维成本的下降;在土地资源有限的情况下,大容量机组还可缓解风电机组点位不足等问题。据测算,当机组单机容量由 2MW 增加到 4.5MW 时,项目投资成本显著下降,静态投资可降低 932 元 / 千瓦,全投资 IRR 可提升 2.4Pcts,资本金 IRR 可提升 9 Pcts,LCOE 可降低 0.0468 元 / 千瓦时。当前陆上风机主力机型已经从 2MW 以下逐渐过渡到 4-5MW,海上风机主力机型来到 7-8MW,目前正在向 10MW 迈进。

  三、提升发电小时数,最终降低度电成本

  一般来说,在同等风速情况下,叶片更长,扫风面积更大,发电量也相应增大;塔筒越高、切变值越大,风能利用价值也就越大。尤其随着近年来国内风电的大规模开发,风电场选址逐渐转向低风速资源分布区,大叶片和高塔筒的应用可有效降低对最低风速的要求,提升风机利用小时数,增加有效发电量。据金风科技测算,以 3MW 机组为例,若叶片加长 5m,扫风面积可增加 0.81m2/kW,年利用小时数可提升 208 小时;在切变为 0.13 的情况下,3MW 机组的塔筒每增高 5m,年利用小时数可提升 26 小时。

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