?風(fēng)起云涌:風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀與未來(lái)
2024-11-24
風(fēng)起云涌:風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀與未來(lái)
一,、風(fēng)力發(fā)電概述
風(fēng)力發(fā)電作為一種重要的清潔能源發(fā)電方式,在當(dāng)今能源領(lǐng)域占據(jù)著重要地位,。它通過(guò)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,,再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能,,為人們提供了可持續(xù)的電力供應(yīng),。
風(fēng)電的分類方式豐富多樣,。按葉片旋轉(zhuǎn)方式可分為水平軸風(fēng)力發(fā)電和垂直軸風(fēng)力發(fā)電,。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)之一,。其基本簡(jiǎn)介為可分為升力型和阻力型兩類,,大多數(shù)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有對(duì)風(fēng)裝置,能隨風(fēng)向改變而轉(zhuǎn)動(dòng),。對(duì)于小型風(fēng)力機(jī),,采用尾舵對(duì)風(fēng);大型風(fēng)力機(jī)則利用風(fēng)向傳感元件及伺服電動(dòng)機(jī)組成的傳動(dòng)裝置,。風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪在塔架前面的稱上風(fēng)向風(fēng)力機(jī),,風(fēng)輪在塔架后面的則稱下風(fēng)向風(fēng)力機(jī)。水平風(fēng)力機(jī)式樣很多,,有的具有反轉(zhuǎn)葉片的風(fēng)輪,;有的在一個(gè)塔架上安裝多個(gè)風(fēng)輪以降低成本;還有的利用錐形罩加速或減速氣流,,甚至在風(fēng)輪周圍產(chǎn)生漩渦以集中氣流增加速度,。其優(yōu)點(diǎn)包括成熟可靠、高效利用風(fēng)能,、可變風(fēng)速適應(yīng)性強(qiáng)以及噪音較低等,。但也存在需要大面積空地、造成視覺(jué)污染以及對(duì)鳥(niǎo)類和蝙蝠等野生動(dòng)物有影響等缺點(diǎn),。
垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有諸多顯著特點(diǎn),。首先在安全性方面,采用垂直葉片和三角形雙支點(diǎn)設(shè)計(jì),,主要受力點(diǎn)集中于輪轂,,有效解決了葉片脫落、斷裂和飛出等問(wèn)題,。噪音方面,,由于水平面旋轉(zhuǎn)以及葉片應(yīng)用飛機(jī)機(jī)翼原理設(shè)計(jì),噪音降低到在自然環(huán)境下測(cè)量不到的程度,??癸L(fēng)能力強(qiáng),水平旋轉(zhuǎn)和三角形雙支點(diǎn)設(shè)計(jì)原理使其受風(fēng)壓力小,,可抵抗每秒 45 米的超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。回轉(zhuǎn)半徑小,,比其他形式風(fēng)力發(fā)電具有更小的回轉(zhuǎn)半徑,,節(jié)省空間且提高效率。發(fā)電曲線特性良好,,啟動(dòng)風(fēng)速低于其他形式的風(fēng)力發(fā)電機(jī),,發(fā)電功率上升幅度較平緩,在 5 ~ 8 米風(fēng)速范圍內(nèi),,發(fā)電量較其他類型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)高 10% ~ 30%,。利用風(fēng)速范圍廣,采用特殊控制原理,,適合運(yùn)行風(fēng)速范圍擴(kuò)大到 2.5 ~ 25m/s,,在**限度利用風(fēng)力資源的同時(shí)獲得更大的發(fā)電總量,提高了風(fēng)電設(shè)備使用的經(jīng)濟(jì)性,。剎車裝置可配置機(jī)械手動(dòng)和電子自動(dòng)兩種,,在無(wú)臺(tái)風(fēng)和超強(qiáng)陣風(fēng)的地區(qū),僅需設(shè)置手動(dòng)剎車即可,。運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單,,采用直驅(qū)式永磁發(fā)電機(jī),無(wú)需齒輪箱和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),,定期對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)部件的連接進(jìn)行檢查即可,。
按發(fā)電場(chǎng)景可分為陸上風(fēng)力發(fā)電和海上風(fēng)力發(fā)電。陸上風(fēng)力發(fā)電發(fā)展較早,,技術(shù)相對(duì)成熟,。我國(guó)陸地面積廣闊,“三北”地區(qū)及東部沿海地區(qū)是陸上風(fēng)能資源最豐富的地區(qū),,且新疆,、甘肅、內(nèi)蒙古等地已陸續(xù)建成多個(gè)陸上風(fēng)電基地,。陸上風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要部件包括葉片,、變槳系統(tǒng)、機(jī)艙控制柜,、風(fēng)速風(fēng)向儀,、發(fā)電機(jī)、齒輪箱,、制動(dòng)系統(tǒng)和塔筒等,。葉片是吸收風(fēng)能的單元,將空氣的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能,;變槳系統(tǒng)通過(guò)改變?nèi)~片的槳距角,,使葉片在不同風(fēng)速時(shí)處于**吸收風(fēng)能狀態(tài),;機(jī)艙控制柜是信號(hào)監(jiān)測(cè)和控制中樞;風(fēng)速風(fēng)向儀實(shí)時(shí)測(cè)量風(fēng)速和風(fēng)向,,調(diào)整風(fēng)輪迎風(fēng)方向,;發(fā)電機(jī)將風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械動(dòng)轉(zhuǎn)換為電能;齒輪箱將風(fēng)輪產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)轉(zhuǎn)速,;制動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)指令對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng),;塔筒支撐風(fēng)機(jī)機(jī)艙,也是檢修通道,。
海上風(fēng)力發(fā)電具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),。海平面風(fēng)速高、風(fēng)向穩(wěn),、不占用土地,,風(fēng)機(jī)發(fā)電效率更高。海上風(fēng)電場(chǎng)靠近東南沿海電力負(fù)荷中心,,可減少長(zhǎng)距離輸電帶來(lái)的投資成本和電力損耗,。但海上風(fēng)電也面臨著諸多挑戰(zhàn),如海洋地質(zhì),、氣象環(huán)境復(fù)雜,,要經(jīng)受海水腐蝕、海霧侵蝕等考驗(yàn),,開(kāi)發(fā),、運(yùn)維難度大,建設(shè)成本高,。
按運(yùn)營(yíng)模式,,可分為集中式風(fēng)電和分布式風(fēng)電。集中式風(fēng)電通常規(guī)模較大,,由大型風(fēng)電場(chǎng)集中發(fā)電后通過(guò)電網(wǎng)輸送電力,。分布式風(fēng)電則更加靈活,可安裝在用戶附近,,實(shí)現(xiàn)就地消納,,減少輸電損耗。
二,、政策支持
國(guó)家近年來(lái)不斷出臺(tái)相關(guān)政策,,推動(dòng)風(fēng)能風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展,對(duì)于風(fēng)能風(fēng)電產(chǎn)業(yè)快速增長(zhǎng)具有顯著的促進(jìn)作用,。2022 年 3 月,,國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局發(fā)布了《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》,,提出到 2035 年,,基本建成現(xiàn)代能源體系,。這一規(guī)劃明確了全面推進(jìn)風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電大規(guī)模開(kāi)發(fā)和高質(zhì)量發(fā)展的方向,優(yōu)先就地就近開(kāi)發(fā)利用,,加快負(fù)荷中心及周邊地區(qū)分散式風(fēng)電和分布式光伏建設(shè),,推廣應(yīng)用低風(fēng)速風(fēng)電技術(shù),。在風(fēng)能和太陽(yáng)能資源稟賦較好,、建設(shè)條件優(yōu)越、具備持續(xù)整裝開(kāi)發(fā)條件,、符合區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)等要求的地區(qū),,有序推進(jìn)風(fēng)電和光伏發(fā)電集中式開(kāi)發(fā),加快推進(jìn)以沙漠,、戈壁,、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目建設(shè),積極推進(jìn)黃河上游,、新疆,、冀北等多能互補(bǔ)清潔能源基地建設(shè)。積極推動(dòng)工業(yè)園區(qū),、經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)等屋頂光伏開(kāi)發(fā)利用,,推廣光伏發(fā)電與建筑一體化應(yīng)用。開(kāi)展風(fēng)電,、光伏發(fā)電制氫示范,。鼓勵(lì)建設(shè)海上風(fēng)電基地,推進(jìn)海上風(fēng)電向深水遠(yuǎn)岸區(qū)域布局,。積極發(fā)展太陽(yáng)能熱發(fā)電,。
近年來(lái),國(guó)家對(duì)風(fēng)電行業(yè)的政策支持力度不斷加大,。2020 年,,國(guó)家能源局印發(fā)《關(guān)于 2020 年風(fēng)電、光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)有關(guān)事項(xiàng)的通知》,,積極推進(jìn)平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè),、有序推進(jìn)需國(guó)家財(cái)政補(bǔ)貼項(xiàng)目建設(shè)、積極支持分散式風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè),、穩(wěn)妥推進(jìn)海上風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè),、全面落實(shí)電力送出消納條件、嚴(yán)格項(xiàng)目開(kāi)發(fā)建設(shè)信息監(jiān)測(cè),、認(rèn)真落實(shí)放管服改革,。同年,國(guó)家發(fā)改委,、國(guó)家能源局印發(fā)《關(guān)于印發(fā)省級(jí)可再生能源電力消納保障實(shí)施方案編制大綱的通知》,,明確?。▍^(qū)、市)能源主管部門對(duì)行政區(qū)域內(nèi)承擔(dān)消納責(zé)任的各市場(chǎng)主體,,明確**可再生能源電力消納責(zé)任權(quán)重,,主要履行方式為購(gòu)買或自發(fā)自用可再生能源電力,購(gòu)買其他市場(chǎng)主體超額完成的消納量或綠色電力證書(shū)為補(bǔ)充履行方式,。此外,,國(guó)家能源局還發(fā)布了《2020 年度風(fēng)電投資監(jiān)測(cè)預(yù)警結(jié)果》《關(guān)于發(fā)布 2020 年**風(fēng)電、光伏發(fā)電新增消納能力的公告》《關(guān)于印發(fā)各省級(jí)行政區(qū)域 2020 年可再生能源電力消納責(zé)任權(quán)重的通知》等一系列政策,,為風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展提供了有力的支持,。
2022 年,國(guó)家政策對(duì)風(fēng)電行業(yè)的支持更加密集,。6 月初,,國(guó)家發(fā)改委等九部門印發(fā)《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》,對(duì)風(fēng)電行業(yè)提出新的發(fā)展目標(biāo),,“十四五”期間,,可再生能源發(fā)電量增量在全社會(huì)用電量增量中的占比超過(guò) 50%,風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電量實(shí)現(xiàn)翻倍,。同時(shí),,文件還指出,在“三北”地區(qū)大力推進(jìn)風(fēng)電和光伏發(fā)電基地化開(kāi)發(fā),,在中東南部地區(qū)積極推進(jìn)風(fēng)電和光伏發(fā)電分布式開(kāi)發(fā),,在西南地區(qū)統(tǒng)籌推進(jìn)水風(fēng)光綜合基地一體化開(kāi)發(fā),在東部沿海地區(qū)積極推動(dòng)海上風(fēng)電集群化開(kāi)發(fā),。此外,,國(guó)家能源局還下發(fā)了兩份關(guān)于風(fēng)電安全事故的文件,分別針對(duì)防止陸上風(fēng)電機(jī)組設(shè)備場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸及施工事故,、防止海上風(fēng)電施工事故,,以及從事風(fēng)電機(jī)組塔筒清洗、葉片維修等高處作業(yè),,提出相關(guān)安全規(guī)范要求,。
2022 年 10 月,國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于組織開(kāi)展可再生能源發(fā)電項(xiàng)目建檔立卡有關(guān)工作的通知》,,要求 2022 年 7 月 31 日前并網(wǎng)在運(yùn)的風(fēng)電,、太陽(yáng)能發(fā)電、常規(guī)水電,、抽水蓄能和生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目,,后續(xù)并網(wǎng)項(xiàng)目及時(shí)建檔立卡。同時(shí),,對(duì) 2022 年 7 月 31 日前并網(wǎng)在運(yùn)的可再生能源發(fā)電項(xiàng)目,,2022 年 10 月 31 日前完成建檔立卡,。2022 年 7 月 31 日后續(xù)并網(wǎng)的項(xiàng)目,原則上在并網(wǎng)后一個(gè)月之內(nèi)完成建檔立卡,。
2022 年 12 月,,國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于做好 2023 年電力中長(zhǎng)期合同簽訂履約工作的通知》,完善綠電價(jià)格形成機(jī)制,,鼓勵(lì)電力用戶與新能源企業(yè)簽訂年度及以上的綠電交易合同,,為新能源企業(yè)鎖定較長(zhǎng)周期并且穩(wěn)定的價(jià)格水平。同時(shí),,完善新能源合同市場(chǎng)化調(diào)整機(jī)制,,滿足新能源對(duì)合同電量,、曲線的靈活調(diào)節(jié)需求,。工信部發(fā)文表示,支持青海,、寧夏等風(fēng)能,、太陽(yáng)能豐富地區(qū)發(fā)展屋頂光伏、智能光伏,、分散式風(fēng)電,、多元儲(chǔ)能、高效熱泵等,。
國(guó)家對(duì)風(fēng)電行業(yè)的政策支持,,為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的保障。這些政策涵蓋了風(fēng)電開(kāi)發(fā),、消納,、安全、價(jià)格機(jī)制等多個(gè)方面,,有力地推動(dòng)了風(fēng)電行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新,、產(chǎn)業(yè)升級(jí)和可持續(xù)發(fā)展。
三,、全球風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀
全球隨著可再生能源綜合利用技術(shù)的不斷提升,,風(fēng)力發(fā)電作為新興能源在許多國(guó)家的戰(zhàn)略能源結(jié)構(gòu)中扮演著重要角色,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展,。根據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)(GWEC)《2023全球風(fēng)電發(fā)展報(bào)告》數(shù)據(jù),,2015至2022年,全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量從433GW增長(zhǎng)至906GW,,年復(fù)合增長(zhǎng)率為11.12%,。2022年全球新增風(fēng)電裝機(jī)容量77.6GW,其中陸上風(fēng)電裝機(jī)68.8GW,,占比88.7%,;海上風(fēng)電裝機(jī)8.8GW,,占比11.3%。風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源,,受到世界各國(guó)的重視,。利用風(fēng)力發(fā)電的嘗試早在二十世紀(jì)初就已開(kāi)始,如今,,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)不斷進(jìn)步,,商業(yè)模式持續(xù)創(chuàng)新。
中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量全球**,,在陸上風(fēng)電領(lǐng)域,,中國(guó)、美國(guó),、德國(guó)的風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量位列全球前三,。在海上風(fēng)電領(lǐng)域,截至2022年年底,,中國(guó)海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量占全球的比重達(dá)到49%,,接近一半,是規(guī)模**的國(guó)家,。
從全球范圍來(lái)看,,2022年,亞洲和歐洲依舊是全球風(fēng)電的主戰(zhàn)場(chǎng),。亞洲累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量為524.49吉瓦,,占全球累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘康?7.34%,其中中國(guó)是世界風(fēng)能領(lǐng)域的**,,擁有世界三分之一以上的風(fēng)電裝機(jī)容量,,2022年中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)365.96吉瓦;印度是亞洲風(fēng)力發(fā)電量第二高的國(guó)家,,也是除中國(guó)外**擠入世界風(fēng)電裝機(jī)容量前十位的亞洲國(guó)家,,2022年印度風(fēng)電裝機(jī)容量為41.93吉瓦。歐洲累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量為240.29吉瓦,,占全球的26.73%,,其中德國(guó)累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量為66.29吉瓦,是歐洲最主要的風(fēng)力發(fā)電國(guó)家,。北美洲累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量為163.47吉瓦,,占全球的18.19%。
全球風(fēng)力發(fā)電分為陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電兩種,。2016 - 2022年,,全球陸上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量穩(wěn)步上升,占全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量的90%以上,隨著海上風(fēng)電相關(guān)技術(shù)攻克,,海上風(fēng)力發(fā)電成本逐步降低,,全球陸上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量占比逐漸降低。2020年全球陸上風(fēng)電裝機(jī)容量為699.2吉瓦,,較2019年增長(zhǎng)17.61%,,占全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量的95.31%;2022年,,全球陸上裝機(jī)容量為836.23吉瓦,,同比增長(zhǎng)8.4%,占全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量的93.03%,。
海上風(fēng)電雖然起步較晚,,但憑借海風(fēng)資源的穩(wěn)定性和大發(fā)電功率的特點(diǎn),近年來(lái)在世界各地飛速發(fā)展,。2021年,,全球海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量增加至54.25吉瓦,同比增長(zhǎng)57.84%,,占全球海上風(fēng)電裝機(jī)容量的6.57%,,其中中國(guó)海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量占全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量的80%,連續(xù)第4年成為海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量最多的國(guó)家,,且反超英國(guó)成為全球海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量最多的國(guó)家。2022年,,全球海上風(fēng)電裝機(jī)容量為62.62吉瓦,,占全球風(fēng)電裝機(jī)容量的6.97%。
2023年3月27日,,全球風(fēng)能理事會(huì)(GWEC)在巴西圣保羅發(fā)布《2023全球風(fēng)能報(bào)告》,。報(bào)告預(yù)計(jì),到2024年,,全球陸上風(fēng)電新增裝機(jī)將**突破100GW,;到2025年全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)也將再創(chuàng)新高,達(dá)到25GW,。未來(lái)五年全球風(fēng)電新增并網(wǎng)容量將達(dá)到680GW,。
從全球新增裝機(jī)容量分布情況來(lái)看,2021年中國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)容量居全球**,,達(dá)到47.57GW,,占全球新增裝機(jī)容量的51%,其中陸上風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量新增30.67GW,,海上風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量新增16.90GW,;其次為美國(guó),新增裝機(jī)容量12.75GW,,占比14%,,全為陸上風(fēng)機(jī),;巴西和越南緊隨其后,均占全球風(fēng)電新增裝機(jī)容量的4%,;英國(guó)新增裝機(jī)量2.32GW,,占比也達(dá)到3%。五大國(guó)共計(jì)新增裝機(jī)量69.19GW,,占全球新增裝機(jī)量比重約72%,。
2021年,亞太地區(qū)新增風(fēng)電裝機(jī)容量占全球新增裝機(jī)容量的比重達(dá)到了59%,,再次成為全球風(fēng)電增長(zhǎng)引擎,;歐洲和北美洲新增風(fēng)電裝機(jī)容量占比分別為19%和14%;拉丁美洲占比6%,;非洲和中東占比僅為2%,。
從全球累計(jì)裝機(jī)容量分布情況來(lái)看,截至2021年底,,全球風(fēng)電裝機(jī)總量837GW,,其中中國(guó)位居**,裝機(jī)總量達(dá)338.31GW,,占世界總裝機(jī)容量的40.40%,;美國(guó)風(fēng)電裝機(jī)總量為134.40GW,占比為16.05%,,僅次于中國(guó),;德國(guó)雖然在2021年新增裝機(jī)容量不是很多,但作為老牌風(fēng)電強(qiáng)國(guó),,累計(jì)裝機(jī)容量仍占了第三的位置,,風(fēng)電裝機(jī)總量64.54GW,占比7.71%,。印度和英國(guó)的裝機(jī)總量分別為40.08GW和26.59GW,,分別占比4.79%和3.17%。中國(guó)和美國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)量占世界總裝機(jī)量的比例超過(guò)50%,,前五的國(guó)家占比超過(guò)70%,。
從全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)來(lái)看,2021年亞太地區(qū)以404.14GW的累計(jì)裝機(jī)容量排在**,,裝機(jī)量在全球占比為48.26%,;其次是歐洲,以235.95GW的裝機(jī)容量緊隨其后,,占比28.17%,,美洲地區(qū)占比為22.48%,排名第三,非洲及中東地區(qū)裝機(jī)量?jī)H9.09GW,,占全球累計(jì)裝機(jī)量的1.08%,。
四、中國(guó)風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀
裝機(jī)容量及結(jié)構(gòu)
2013 - 2022 年,,中國(guó)風(fēng)電行業(yè)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模持續(xù)上升,,年增幅均保持在 10%以上,展現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展態(tài)勢(shì),。2022 年中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到 395.57GW,,同比增速為 14.11%。其中,,陸上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量占比超過(guò) 90%,,凸顯了陸上風(fēng)電在我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)中的主導(dǎo)地位。然而,,近年來(lái)海上風(fēng)電市場(chǎng)的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)高于陸上風(fēng)電市場(chǎng),,展現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
新增裝機(jī)方面,2022 年**新增風(fēng)電裝機(jī)容量為 49.83GW,。這一數(shù)據(jù)表明我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展,,為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
招標(biāo)情況
2022 年我國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)公開(kāi)招標(biāo)量達(dá)到 98.5GW,,同比增長(zhǎng) 81.7%,,顯示出市場(chǎng)對(duì)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的高度關(guān)注和積極投入。2023 年 1 - 6 月,,**風(fēng)電公開(kāi)招標(biāo)市場(chǎng)新增招標(biāo)量 47.3GW,,比去年同期下降了 7.4%。其中,,陸上新增招標(biāo)容量 41.5GW,同比下降 1.2%,;海上新增招標(biāo)容量 5.8GW,,同比下降 36.5%。
從這些數(shù)據(jù)可以看出,,雖然招標(biāo)量有所波動(dòng),,但我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)依然保持著較高的活躍度。海上風(fēng)電招標(biāo)量的下降可能與海洋地質(zhì),、氣象環(huán)境復(fù)雜,,開(kāi)發(fā)、運(yùn)維難度大,,建設(shè)成本高等因素有關(guān),。然而,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的逐步降低,相信海上風(fēng)電市場(chǎng)未來(lái)仍有廣闊的發(fā)展空間,。
參考寫(xiě)作素材中的相關(guān)內(nèi)容,,如“2023年風(fēng)電行業(yè)價(jià)格戰(zhàn)愈演愈烈,‘內(nèi)卷’的同時(shí)中標(biāo)量再創(chuàng)歷史新高,。據(jù)每日風(fēng)電不**統(tǒng)計(jì),,2023 年**風(fēng)電整機(jī)商中標(biāo)約 779 個(gè)項(xiàng)目,累計(jì)中標(biāo)量 116.49GW(含**項(xiàng)目,,不含集采框架招標(biāo)),,同比上漲約 12.8%,創(chuàng)歷史新高,?!边M(jìn)一步說(shuō)明了我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在招標(biāo)方面的活躍情況。
同時(shí),,“洞見(jiàn) 2023|中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈全景圖及重點(diǎn)企業(yè)”中提到的市場(chǎng)規(guī)模也可以作為補(bǔ)充說(shuō)明,,“2022 年,中國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)容量達(dá)到了 3763 萬(wàn)千瓦,,累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到了 36544 萬(wàn)千瓦,。其中,陸上風(fēng)電占據(jù)了主導(dǎo)地位,,約占總裝機(jī)容量的 91.65%,,而海上風(fēng)電則占據(jù)了剩余的 8.35%。隨著裝機(jī)容量的增長(zhǎng),,風(fēng)電發(fā)電量也在持續(xù)增加,,2022 年中國(guó)風(fēng)電發(fā)電量創(chuàng)下了歷史新高,突破了 7600 億千瓦時(shí),?!边@一內(nèi)容再次強(qiáng)調(diào)了我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模和潛力。
此外,,“2022 年中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)量及發(fā)展前景預(yù)測(cè)分析”中提到的行業(yè)發(fā)展前景也對(duì)我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀進(jìn)行了補(bǔ)充,,“在我國(guó)力爭(zhēng)達(dá)成‘碳中和’和‘碳達(dá)峰’的大背景下,能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)勢(shì)在必行,,對(duì)于清潔能源的需求日益增加,,而海上風(fēng)電則是清潔能源中的重要品類。目前,,**新能源行業(yè)的發(fā)展多歷經(jīng)以補(bǔ)貼政策為主導(dǎo)到市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)推動(dòng)的發(fā)展路線,,長(zhǎng)期看海上風(fēng)電行業(yè)補(bǔ)貼退坡直至平價(jià)上網(wǎng)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),但隨著海上風(fēng)電技術(shù)的不斷進(jìn)步,,海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)成本會(huì)進(jìn)一步降低,,我國(guó)海上風(fēng)電會(huì)取得更快的發(fā)展,,對(duì)海洋工程行業(yè)發(fā)展有很大的推動(dòng)作用?!边@表明我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在政策支持和技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)下,,未來(lái)發(fā)展前景廣闊。
五,、風(fēng)力發(fā)電行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈
風(fēng)力發(fā)電行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈主要分為上游原材料,、中游整機(jī)及零部件和下游風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商。
1. 產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D
風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈清晰地分為三個(gè)主要環(huán)節(jié),。上游原材料主要為鋼材,、碳纖維、玻璃纖維,、銅材等,。其中,碳纖維性能穩(wěn)定,,壽命長(zhǎng),,能夠降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)的維護(hù)成本,延長(zhǎng)其壽命,。**碳纖維產(chǎn)能及產(chǎn)量逐年增長(zhǎng),,2019 至 2022 年,中國(guó)碳纖維產(chǎn)能從 2.67 萬(wàn)噸增長(zhǎng)至 8.92 萬(wàn)噸,,產(chǎn)量從 1.2 萬(wàn)噸增長(zhǎng)至 4.74 萬(wàn)噸,。
中游是風(fēng)機(jī)、塔筒和海纜等風(fēng)力發(fā)電核心部件,,以及其他風(fēng)機(jī)的核心零部件,,包括軸承、葉片,、齒輪箱,、發(fā)電機(jī)等。
下游客戶主要是國(guó)有發(fā)電集團(tuán)為主的投資運(yùn)營(yíng)商,,發(fā)電集團(tuán)需在電力投資時(shí)配置**比例的清潔能源,。
2. 上游
碳纖維:碳纖維在風(fēng)電領(lǐng)域具有諸多優(yōu)勢(shì)。它可以提高風(fēng)電葉片的彎曲剛度,,緩解葉片凈重。碳纖維的相對(duì)密度比玻纖小約 30%,,強(qiáng)度卻高約 40%,,尤其是應(yīng)變速率高 3 - 8 倍。大型風(fēng)電葉片采用碳纖維可充分發(fā)揮其質(zhì)輕的優(yōu)勢(shì),,相同尺寸的葉片采用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)質(zhì)量更輕,。同時(shí),,碳纖維材料出色的耐疲勞特性以及對(duì)化學(xué)酸堿鹽空氣具有良好的耐蝕性,成為風(fēng)電發(fā)電機(jī)適應(yīng)惡劣氣候條件的**材料之一,。使用碳纖維后,,葉片的重量和剛度增加,改善了風(fēng)電葉片的流體力學(xué)特性,,降低了對(duì)塔和軸的負(fù)荷,,使風(fēng)機(jī)的功率更加光滑和平衡,提高了風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率,。此外,,碳纖維葉片更薄、更長(zhǎng)細(xì),,提高了能量的輸出效率,,還可生產(chǎn)制造響應(yīng)式葉片,靈活利用纖維增強(qiáng)材料的特性,,減少大風(fēng)中對(duì)風(fēng)機(jī)的瞬間負(fù)荷,。利用碳纖維的導(dǎo)電性能,可有效防止雷擊對(duì)葉片造成的損害,,降低風(fēng)電葉片的生產(chǎn)和物流成本,,可生產(chǎn)低風(fēng)力葉片,具有震動(dòng)減振特性,。目前,,碳纖維在風(fēng)電領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊,我國(guó)的吉林化纖集團(tuán)在碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面取得了顯著成就,,成為全球**的原絲生產(chǎn)企業(yè)和****的碳絲生產(chǎn)企業(yè),,與**主流整機(jī)廠聯(lián)合開(kāi)發(fā)出海上 143 米、內(nèi)陸 112 米超長(zhǎng)葉片,,**生產(chǎn)的大型風(fēng)電葉片碳纖維碳板,,每 10 片有 9 片來(lái)自吉林化纖。上海石化的 48K 大絲束碳纖維風(fēng)電專用料被三一重能應(yīng)用于風(fēng)電葉片制作,,首批 131 米全球最長(zhǎng)陸上風(fēng)電葉片成功下線,,凸顯了大絲束碳纖維風(fēng)電專用料在解決大型化風(fēng)電葉片減重和性能提升方面的顯著優(yōu)勢(shì)。
玻璃纖維:玻纖在風(fēng)電行業(yè)主要被應(yīng)用于制造風(fēng)電葉片與機(jī)艙罩部分,。我國(guó)玻纖行業(yè)集中度很高,,2020 年 CR3 產(chǎn)量占比達(dá)到 72%,CR5 產(chǎn)量占比達(dá)到 83%,。主要上市公司有中國(guó)巨石,、山東玻纖、中材科技,、長(zhǎng)海股份,,新三板公司有聯(lián)洋新材和至誠(chéng)復(fù)材,。中國(guó)巨石是我國(guó)玻纖行業(yè)的龍頭企業(yè),玻璃纖維的產(chǎn)量,、銷量,、出口量、技術(shù),、營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò),、管理等多項(xiàng)指標(biāo)長(zhǎng)期保持****和**。中材科技通過(guò)重大資產(chǎn)重組,,收購(gòu)了泰山玻璃纖維有限公司,,增強(qiáng)了在玻纖領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。
風(fēng)電特種鋼材:特種鋼材具有很好的**,、耐腐蝕,、耐高溫等特性,可用于生產(chǎn)風(fēng)電鑄件,、風(fēng)電主軸,、風(fēng)電精密機(jī)械部件及其他類零部件等。廣大特材為風(fēng)電整機(jī)廠商提供配套產(chǎn)品,,新能源風(fēng)電領(lǐng)域收入占比達(dá)到 50%以上,。翔樓新材在風(fēng)電領(lǐng)域已有碟形彈簧用鋼量產(chǎn)。
3. 中游
風(fēng)機(jī)零部件:風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈中游包括風(fēng)機(jī)整機(jī)制造及塔架等,。葉片目前朝著大型化,、輕量化的目標(biāo)發(fā)展,**代表性企業(yè)包括奧盛科技,、光威復(fù)合材料,、上緯新材料、康達(dá)新材料等,。風(fēng)電葉片制造企業(yè)分為獨(dú)立葉片生產(chǎn)企業(yè)和風(fēng)電整機(jī)廠配套生產(chǎn)企業(yè)兩類,,葉片制造商與下游整機(jī)制造商關(guān)系密切。齒輪箱市場(chǎng) CR3 接近 70%,,集中度高,,軸承廠家通過(guò)齒輪箱廠家向風(fēng)電主機(jī)廠供貨,目前**幾乎 **的齒輪箱軸承依賴進(jìn)口,。風(fēng)電主軸位于產(chǎn)業(yè)鏈上游,,用于連接風(fēng)葉輪轂和齒輪箱,**主軸基本實(shí)現(xiàn)自給自足,,形成了金雷股份與通裕重工雙寡頭的競(jìng)爭(zhēng)格局,。主軸軸承是風(fēng)機(jī)的核心部件之一,全球軸承市場(chǎng)主要由國(guó)外品牌主導(dǎo),,國(guó)產(chǎn)化率低,,新強(qiáng)聯(lián)在主軸軸承的研發(fā)和批量生產(chǎn)方面進(jìn)展較快。塔筒本質(zhì)上是風(fēng)力發(fā)電的塔桿,,主要支撐和吸收風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的振動(dòng),。
4. 下游
下游的風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商主要由大型國(guó)有發(fā)電集團(tuán)投資運(yùn)營(yíng),包括國(guó)家能源集團(tuán),、中國(guó)華能,、中國(guó)大唐、國(guó)家電投,、中國(guó)華電,、華潤(rùn)電力、中廣核,、國(guó)投電力等,。這些運(yùn)營(yíng)商在風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)中發(fā)揮著重要作用,隨著風(fēng)電技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低,,風(fēng)電發(fā)電逐漸具備經(jīng)濟(jì)性,,國(guó)家宏觀政策的支持也助推了風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展,使得行業(yè)充分受益,。未來(lái),,隨著**統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系的建設(shè),電價(jià)有望保持市場(chǎng)化波動(dòng)的增長(zhǎng)彈性,,帶來(lái)風(fēng)電運(yùn)營(yíng)商業(yè)績(jī)持續(xù)增長(zhǎng)的彈性,。
六、風(fēng)力發(fā)電行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局
風(fēng)力發(fā)電行業(yè)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,,競(jìng)爭(zhēng)格局日益清晰,,眾多企業(yè)在市場(chǎng)中各展身手。2022 年,,我國(guó)風(fēng)電整機(jī)制造行業(yè)新增裝機(jī)容量排名前三的企業(yè)為金風(fēng)科技,、遠(yuǎn)景能源和明陽(yáng)智能,它們占據(jù)了市場(chǎng)的重要份額,。
金風(fēng)科技作為行業(yè)龍頭企業(yè)之一,,在**外市場(chǎng)都有著廣泛的影響力。其市場(chǎng)份額為 22.8%,,連續(xù)多年在**風(fēng)電市場(chǎng)占有率排名**,。金風(fēng)科技的產(chǎn)品涵蓋了陸上和海上風(fēng)電領(lǐng)域,擁有先進(jìn)的技術(shù)和豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),。公司不斷加大研發(fā)投入,,推動(dòng)風(fēng)機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新和升級(jí),提高產(chǎn)品的性能和可靠性,。同時(shí),,金風(fēng)科技積極拓展海外市場(chǎng),,業(yè)務(wù)范圍涉及全球 6 大洲的 38 個(gè)國(guó)家,2023 年金風(fēng)科技在海外新增裝機(jī)容量最多,,達(dá) 748MW,。此外,金風(fēng)科技在陸上風(fēng)電市場(chǎng)份額達(dá) 23.6%,,排名**,。2024 年,金風(fēng)科技連中 4 標(biāo),,總金額達(dá)到 38.19 億元,,展現(xiàn)了強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
遠(yuǎn)景能源在市場(chǎng)中也表現(xiàn)出色,,市場(chǎng)份額為 15.69%,。遠(yuǎn)景能源尚未上市,但在風(fēng)電領(lǐng)域取得了顯著成就,。近三年來(lái),,遠(yuǎn)景能源在全球風(fēng)電新增裝機(jī)容量排名呈現(xiàn)出穩(wěn)步上升的趨勢(shì),2023 年以 15.4GW 的新增裝機(jī)容量和 13.05%的市場(chǎng)份額反超維斯塔斯,,躋身榜單前二,,這是其**躋身前三。2023 年遠(yuǎn)景能源新增裝機(jī)容量同比增長(zhǎng) 7.4GW,,增幅達(dá) 92.5%,,增幅**。在海上風(fēng)電領(lǐng)域,,遠(yuǎn)景能源也有著較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,,2023 年海上新增裝機(jī)為 1.1GW,排名第三,。
明陽(yáng)智能市場(chǎng)份額為 12.46%,。作為海上風(fēng)機(jī)龍頭,明陽(yáng)智能近年來(lái)在全球風(fēng)電新增裝機(jī)容量排名上穩(wěn)步提升,,2021 年 - 2023 年,,明陽(yáng)智能從第七名逐漸提升至第五名,市場(chǎng)占有率從 7.59%提升至 7.63%,。2023 年明陽(yáng)智能新增海上風(fēng)電裝機(jī)近 3GW,,同比翻倍,**成為 2023 年全球**的海上風(fēng)機(jī)供應(yīng)商,。在**市場(chǎng),,明陽(yáng)智能在 2022 年中國(guó)風(fēng)電整機(jī)商裝機(jī)排名中位列前三。
除了這三家企業(yè)外,我國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)還有眾多**的整機(jī)制造商,。2023 年,,全球風(fēng)電整機(jī)商新增裝機(jī)容量排名前五的企業(yè)中,除維斯塔斯外,,其余四家均為中國(guó)企業(yè),,分別是金風(fēng)科技、遠(yuǎn)景能源,、運(yùn)達(dá)股份、明陽(yáng)智能,。這表明中國(guó)企業(yè)在全球風(fēng)電市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力不斷增強(qiáng),。
在海上風(fēng)電市場(chǎng),我國(guó)行業(yè)集中度高,。2023 年我國(guó)海上風(fēng)電行業(yè) CR3,、CR5、CR10 市場(chǎng)份額占比分別為 68.5%,、92.6%,、99.8%。其中,,電氣風(fēng)電和明陽(yáng)智能市場(chǎng)份額合計(jì)占比超 50%,。截至 2023 年我國(guó)累計(jì)裝機(jī)容量前五的企業(yè)分別為電氣風(fēng)電、明陽(yáng)智能,、遠(yuǎn)景能源,、金風(fēng)科技、中國(guó)海裝,。
我國(guó)海上風(fēng)電行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局呈現(xiàn)出多元化的特點(diǎn),。按注冊(cè)資本分,我國(guó)海上風(fēng)電行業(yè)企業(yè)可劃分為四個(gè)競(jìng)爭(zhēng)梯隊(duì),。頭部為注冊(cè)資本 50 億元以上的企業(yè),,代表企業(yè)有上海電氣;**梯隊(duì)為注冊(cè)資本在 40 億元和 50 億元之間的企業(yè),,代表企業(yè)有華銳風(fēng)電,、哈電風(fēng)能和金風(fēng)科技;第二梯隊(duì)為注冊(cè)資本在 10 億到 40 億元之間的企業(yè),,代表企業(yè)有聯(lián)合動(dòng)力,、明陽(yáng)智能、中國(guó)海裝和三一重工,;**是第三梯隊(duì),,注冊(cè)資本在 10 億以下的企業(yè),代表企業(yè)有景能源和電氣風(fēng)電。
2023 年,,中國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)有新增裝機(jī)的整機(jī)制造企業(yè)共 15 家,,新增裝機(jī)容量 7937 萬(wàn)千瓦,前 5 家市場(chǎng)份額合計(jì)為 73.8%,,前 10 家市場(chǎng)份額合計(jì)為 98.6%,。截至 2023 年底,前 5 家整機(jī)制造企業(yè)累計(jì)裝機(jī)市場(chǎng)份額合計(jì)為 60%,,前 10 家整機(jī)制造企業(yè)累計(jì)裝機(jī)市場(chǎng)份額合計(jì)為 85.1%,。
總的來(lái)說(shuō),我國(guó)風(fēng)力發(fā)電行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局激烈,,各企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新,、市場(chǎng)拓展等方面不斷努力,以提升自身的競(jìng)爭(zhēng)力,。在未來(lái),,隨著風(fēng)電行業(yè)的持續(xù)發(fā)展,競(jìng)爭(zhēng)格局也將不斷變化,,企業(yè)需要不斷適應(yīng)市場(chǎng)變化,,加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新,才能在市場(chǎng)中立于不敗之地,。
七,、風(fēng)力發(fā)電發(fā)展趨勢(shì)
1. 進(jìn)一步提升海上風(fēng)力發(fā)電占比
我國(guó)擁有綿長(zhǎng)的海岸線和豐富的海上風(fēng)力資源,目前海上風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量遠(yuǎn)低于陸地,,但具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。海上風(fēng)力發(fā)電具有諸多優(yōu)勢(shì),如海平面風(fēng)速高,、風(fēng)向穩(wěn),、不占用土地,風(fēng)機(jī)發(fā)電效率更高,。同時(shí),,海上風(fēng)電場(chǎng)靠近東南沿海電力負(fù)荷中心,可減少長(zhǎng)距離輸電帶來(lái)的投資成本和電力損耗,。
近年來(lái),,我國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展迅速,累計(jì)裝機(jī)容量連續(xù)兩年位居全球**,。截至 2024 年第三季度,,我國(guó)海上風(fēng)電累計(jì)建成并網(wǎng) 3910 萬(wàn)千瓦,穩(wěn)居全球**位,,并形成了較為完整的海上風(fēng)電技術(shù)鏈,、產(chǎn)業(yè)鏈。我國(guó)海上風(fēng)電加速向深遠(yuǎn)海發(fā)展,浮式風(fēng)電起步雖晚,,但裝機(jī)容量排名全球第四,,預(yù)計(jì)到 2026 年,累計(jì)裝機(jī)容量有望突破 50 萬(wàn)千瓦,。
為進(jìn)一步提升海上風(fēng)力發(fā)電占比,,應(yīng)充分利用相關(guān)政策開(kāi)展引導(dǎo),進(jìn)一步開(kāi)發(fā)可再生能源,。國(guó)家在“十四五”期間規(guī)劃了五大千萬(wàn)千瓦海上基地,,各地也出臺(tái)了海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃,這將推動(dòng)海上風(fēng)電實(shí)現(xiàn)更高速發(fā)展,。同時(shí),,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)成本會(huì)進(jìn)一步降低,,如我國(guó)已攻克超長(zhǎng)柔性葉片、大型主軸軸承,、超大容量發(fā)電機(jī)小型化等一系列關(guān)鍵技術(shù)難題,,推動(dòng)項(xiàng)目整體度電成本下降。未來(lái),,海上風(fēng)電有望在能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)更大比重,。
2. 全面向智能化控制方向轉(zhuǎn)變
以信息技術(shù)、智能技術(shù),、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),、5G 技術(shù)為代表的智能技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,促使風(fēng)力發(fā)電整體技術(shù)水平提升,,成為未來(lái)行業(yè)發(fā)展的主要方向,。
在風(fēng)電功率預(yù)測(cè)方面,目前主要有物理預(yù)測(cè)法和統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)法兩大類,。物理預(yù)測(cè)法通過(guò)天氣預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)出的風(fēng)速,、風(fēng)向和溫度等氣象數(shù)據(jù),與風(fēng)場(chǎng)周圍的地理實(shí)地信息,,通過(guò)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算,,得到風(fēng)機(jī)的輪轂高度風(fēng)速和風(fēng)向,利用其進(jìn)行風(fēng)電功率預(yù)測(cè),。統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)法通過(guò)利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法,,建立實(shí)際發(fā)電量與歷史數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,并將這種關(guān)系抽象為一個(gè)模型,,預(yù)測(cè)未來(lái)的風(fēng)電發(fā)電量,。其中,基于人工智能的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)法具有數(shù)據(jù)量大、智能化以及自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn),,能在海量數(shù)據(jù)中精準(zhǔn)找尋數(shù)據(jù)之間的映射關(guān)系,,風(fēng)電功率的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性更高。
在風(fēng)力發(fā)電的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中,,智能技術(shù)的應(yīng)用具有多方面優(yōu)勢(shì),。首先,能夠?yàn)楣芾碚叩臎Q策起到支持的作用,;其次,,可以加大控制力度,有效控制風(fēng)力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng),,及時(shí)完成數(shù)據(jù)信息收集與傳輸?shù)纫幌盗泄ぷ?,尤其是分析、處理以及整合工作,,在風(fēng)力發(fā)電自動(dòng)檢測(cè)上,,可以得到有效運(yùn)用。例如,,無(wú)人機(jī)在智能巡檢中的應(yīng)用,,操作人員能夠?qū)ζ溥M(jìn)行適當(dāng)控制,對(duì)指定位置進(jìn)行拍攝,,對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),。無(wú)人機(jī)拍攝完成之后,能夠利用傳輸系統(tǒng)將拍攝到的圖片,、視頻傳輸?shù)降孛娼邮障到y(tǒng),,技術(shù)人員通過(guò)對(duì)資料的比對(duì),能夠分析出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是否處于正常運(yùn)行狀態(tài),,提升巡檢效率與質(zhì)量,,降低巡檢成本。
此外,,大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用可以從機(jī)組數(shù)據(jù)入手,,實(shí)施采集和存儲(chǔ),并從風(fēng)機(jī)生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)入手進(jìn)行相應(yīng)的挖掘,,充分利用深度學(xué)習(xí)和自然語(yǔ)言處理人工智能分析方法進(jìn)行有效分析,,使得機(jī)器設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)分析,有效預(yù)防風(fēng)電機(jī)組的部件故障,,更好地避免電量損失,。智能感應(yīng)技術(shù)在智能電網(wǎng)控制中的應(yīng)用,可以對(duì)風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)高效控制,,對(duì)獲取的風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合,、分析,。通過(guò)引入智能化控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),、預(yù)測(cè)和自適應(yīng)控制,,提高發(fā)電效率和可靠性。
總之,,智能技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用將不斷深化,,全面推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電向智能化控制方向轉(zhuǎn)變,提高風(fēng)力發(fā)電的效率和穩(wěn)定性,,為實(shí)現(xiàn)可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),。
八、風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)
(一)優(yōu)勢(shì)
清潔和可再生,,不產(chǎn)生溫室氣體排放,,對(duì)環(huán)境友好:風(fēng)力發(fā)電是一種清潔能源,在發(fā)電過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳,、二氧化硫等溫室氣體和污染物,,對(duì)環(huán)境**友好。這有助于減少對(duì)化石燃料的依賴,,降低碳排放,,應(yīng)對(duì)氣候變化。
資源相對(duì)充足,,幾乎無(wú)處不在,理論上具有**的潛力:風(fēng)能是一種廣泛分布的自然資源,,地球上幾乎每個(gè)角落都有不同程度的風(fēng)能存在,。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,即使在風(fēng)速較低的地區(qū)也能有效地利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電,。從理論上講,,風(fēng)能具有**的潛力,可以持續(xù)為人類提供電力供應(yīng),。
隨著技術(shù)進(jìn)步,,效率不斷提高,成本逐漸降低:近年來(lái),,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)取得了顯著的進(jìn)步,。風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)更加優(yōu)化,風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率不斷提高,。同時(shí),,隨著大規(guī)模生產(chǎn)和技術(shù)成熟,風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的成本逐漸降低,。這使得風(fēng)力發(fā)電在經(jīng)濟(jì)上越來(lái)越具有競(jìng)爭(zhēng)力,,成為可持續(xù)發(fā)展的重要能源選擇,。
(二)挑戰(zhàn)
鳥(niǎo)類傷亡問(wèn)題,高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)葉片對(duì)飛行中的鳥(niǎo)類構(gòu)成威脅:風(fēng)力發(fā)電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)葉片對(duì)飛行中的鳥(niǎo)類構(gòu)成了嚴(yán)重威脅,。鳥(niǎo)類在遷徙過(guò)程中或日常飛行中可能與葉片發(fā)生碰撞,,導(dǎo)致傷亡。據(jù)統(tǒng)計(jì),,每年有數(shù)千只鳥(niǎo)類死于風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的撞擊,,其中猛禽占了較高比例。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的建設(shè)會(huì)破壞鳥(niǎo)類的棲息地,,影響鳥(niǎo)類的繁殖和生存,。此外,一些鳥(niǎo)類可能對(duì)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)表現(xiàn)出固有的行為習(xí)性,,例如猛禽可能會(huì)被旋轉(zhuǎn)的葉片誤認(rèn)為是潛在的獵物,,試圖襲擊它們,從而增加了碰撞的風(fēng)險(xiǎn),。
噪音和光影污染,,對(duì)周邊居民生活環(huán)境和野生動(dòng)物棲息地造成影響:風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生噪音,尤其是在風(fēng)速較大時(shí),,噪音可能會(huì)對(duì)周邊居民的生活造成干擾,,影響睡眠質(zhì)量和日常生活。同時(shí),,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片在陽(yáng)光下會(huì)產(chǎn)生光影閃爍,,這可能對(duì)野生動(dòng)物的行為和生活產(chǎn)生影響。例如,,一些動(dòng)物可能會(huì)因?yàn)楣庥伴W爍而感到不安,,影響其覓食、繁殖等行為,。
大規(guī)模設(shè)施可能對(duì)自然景觀造成破壞,,影響旅游資源和生態(tài)平衡:大規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電設(shè)施可能會(huì)對(duì)自然景觀造成破壞,影響旅游資源,。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的高度和數(shù)量可能改變?cè)械淖匀伙L(fēng)貌,,降低景觀的美感。此外,,風(fēng)力發(fā)電設(shè)施的建設(shè)可能會(huì)影響生態(tài)平衡,。例如,建設(shè)過(guò)程中可能會(huì)破壞植被,、改變土壤結(jié)構(gòu)等,,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成**的影響。
間歇性特點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性和可靠性提出挑戰(zhàn):風(fēng)能是一種間歇性的能源,,其發(fā)電功率取決于風(fēng)速的大小和穩(wěn)定性,。這使得風(fēng)力發(fā)電的輸出功率不穩(wěn)定,,對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性提出了挑戰(zhàn)。當(dāng)風(fēng)速較低時(shí),,風(fēng)力發(fā)電的輸出功率可能會(huì)大幅下降,,需要其他能源來(lái)補(bǔ)充電力供應(yīng)。而當(dāng)風(fēng)速過(guò)高時(shí),,為了保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī),,可能需要停機(jī),這也會(huì)影響電力供應(yīng)的穩(wěn)定性,。為了解決這個(gè)問(wèn)題,,需要加強(qiáng)電網(wǎng)的智能化建設(shè),提高電網(wǎng)對(duì)間歇性能源的接納能力,,同時(shí)發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù),,以平衡風(fēng)力發(fā)電的間歇性輸出。
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