“風(fēng)電機組迭代思路已經(jīng)發(fā)生了變化，大容量與大葉輪并不是我們的最終追求，”在近日舉行的2024北京國際風(fēng)能大會暨展覽會上，金風(fēng)科技總裁曹志剛接受《中國能源報》記者采訪時指出，“毋庸置疑，大兆瓦加機組在提高發(fā)電量、降低度電成本等方面起到了顯著的作用。但與此同時，我們也更應(yīng)該關(guān)注以負責(zé)任的創(chuàng)新，推動風(fēng)電發(fā)展回歸本質(zhì)，聚焦全生命周期收益提升?！?/p>
金風(fēng)科技新一代陸上風(fēng)電GWH204 Ultra系列產(chǎn)品便是這種思路的體現(xiàn)。一改葉輪直徑越來越大的傳統(tǒng)趨勢，金風(fēng)科技新一代陸上風(fēng)電產(chǎn)品并未緊盯大型化“做文章”，而是在發(fā)電能力、噪音控制、構(gòu)網(wǎng)水平等方面“下功夫”。
在曹志剛看來，在風(fēng)電經(jīng)濟性好、快速增長的大背景下，風(fēng)電作為裝備產(chǎn)業(yè)，“高質(zhì)量”、“高性能”可能是目前行業(yè)保持螺旋上升的正確路徑。在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)過程中，風(fēng)電設(shè)備更應(yīng)適應(yīng)能源市場發(fā)展趨勢，以創(chuàng)造更多價值提升競爭力。
回歸發(fā)電本質(zhì)
近年來，風(fēng)電機組大型化進程持續(xù)加速，與國際風(fēng)電整機商產(chǎn)品相比，我國最新上市的風(fēng)電機組產(chǎn)品單機容量已遙遙領(lǐng)先。在陸上風(fēng)電領(lǐng)域，我國風(fēng)電企業(yè)已率先步入“10MW+”行列，海上風(fēng)電機組容量也屢屢創(chuàng)下新高，葉輪直徑奔向300米以上。
在曹志剛看來，大型化固然是風(fēng)電機組發(fā)展的方向之一，但產(chǎn)業(yè)發(fā)展要尊重客觀規(guī)律，在不因循守舊的同時，也不能盲目試錯，要做到“有質(zhì)量的速度”。
“從研發(fā)經(jīng)驗來看，機組大型化并不是全無挑戰(zhàn)。以機組葉片為例，機組葉片越大，保持其強度越具有挑戰(zhàn)性，”曹志剛舉例稱，“葉片形狀越圓，剛度越好保障，可靠性越高，但發(fā)電效率卻是最低的，而要保障發(fā)電效率，則需要風(fēng)電葉片翼型比較薄，這卻也削弱了葉片強度。若要可靠性和發(fā)電效率二者得兼，就對制造工藝提出了極高的要求?！?/p>
“過快”大型化的挑戰(zhàn)不止于此。全球風(fēng)能理事會在其報告中就指出，風(fēng)電機組的快速迭代實際上還可能加劇物流、運輸以及安裝等環(huán)節(jié)成本壓力，同時還可能帶來更大原材料成本壓力，無序競爭絕不是可持續(xù)增長的基礎(chǔ)。
在此背景下，金風(fēng)科技GWH204 Ultra系列產(chǎn)品應(yīng)運而生。數(shù)據(jù)顯示，該款機組產(chǎn)品葉輪直徑為204米，單機容量覆蓋4—10MW，永磁傳動鏈和全功率變流組合等新興技術(shù)應(yīng)用可讓機組發(fā)電量可提升3%—5%，產(chǎn)品迭代邏輯已回歸至發(fā)電本身。
應(yīng)用場景優(yōu)先
“雙碳”目標(biāo)帶領(lǐng)下，國內(nèi)陸上風(fēng)電應(yīng)用場景愈加多元。對于風(fēng)電企業(yè)來說，既是機遇，也是挑戰(zhàn)。應(yīng)用場景的多元化對風(fēng)電機組提出了更多、更高要求，在曹志剛看來，風(fēng)電企業(yè)不僅應(yīng)保障發(fā)電質(zhì)量，更應(yīng)貼合市場發(fā)展需求，通過不斷技術(shù)創(chuàng)新，為市場提供具有差異化特性的風(fēng)電機組。
以鄉(xiāng)村場景為例，曹志剛指出，總結(jié)過往項目開發(fā)經(jīng)驗，不同地區(qū)對風(fēng)電機組噪音要求各有不同，往往噪音每增加一分貝，其影響可呈指數(shù)級增長，這就對風(fēng)電機組提出了極高的要求。通過不斷測試驗證，最新推出的GWH204 Ultra系列產(chǎn)品顯著降低了運行噪音，實現(xiàn)了居民區(qū)附近的“靜音運行”。根據(jù)機組設(shè)計參數(shù)，在鄉(xiāng)村風(fēng)電場景下，相對較小的葉輪直徑設(shè)計方案可讓該款機型噪音水平降低3分貝以上，噪音敏感點距離縮短100米以上，環(huán)境友好性更為凸顯。
不僅如此，曹志剛進一步指出，該款機組從設(shè)計之初就考慮到光污染和影子問題，通過監(jiān)測日照情況盡可能降低風(fēng)電機組光影變化對當(dāng)?shù)鼐用裆畹挠绊憽！爱?dāng)陽光照射到機組時，機組會暫時停轉(zhuǎn)，避免反光等光影污染問題，而在光影問題不大時，機組則能夠正常發(fā)電，不僅保證了發(fā)電效率，也實現(xiàn)了環(huán)境友好。”
除了深入鄉(xiāng)村，目前我國風(fēng)電開發(fā)更是走入沙戈荒、高海拔、低風(fēng)速等更多陸上場景，為適應(yīng)更高要求，曹志剛強調(diào)，風(fēng)電機組技術(shù)迭代更應(yīng)錨定度電成本的下降，不斷探索拓寬風(fēng)電的開發(fā)邊界。GWH204 Ultra系列產(chǎn)品就通過技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢，將風(fēng)資源可開發(fā)風(fēng)速下降至4.5米/秒，激活了更大的應(yīng)用空間，實現(xiàn)了全生命周期度電成本5%—15%的下降。
創(chuàng)造更高價值
數(shù)據(jù)顯示，截至2024年7月底，中國風(fēng)光裝機總量已達到12.06億千瓦，提前六年多實現(xiàn)了2030年的裝機目標(biāo)。然而，曹志剛卻也指出，從發(fā)電能力來看，光伏和風(fēng)電的裝機容量占比與實際發(fā)電量占比之間還存在一定的差距。
截至2024年6月底，我國風(fēng)電、光伏發(fā)電合計裝機11.8億千瓦，約占全國發(fā)電總裝機38%；2024年上半年，風(fēng)電太陽能發(fā)電量合計達9007億千瓦時，約占全部發(fā)電量的20%。而根據(jù)行業(yè)預(yù)測，“雙碳”目標(biāo)指引下，到2050年，我國風(fēng)電裝機容量可達到30億千瓦，與目前的5億千瓦風(fēng)電裝機相比還有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
在曹志剛看來，電網(wǎng)支撐容量不能無限制地擴大，為提高風(fēng)電利用水平，創(chuàng)造更高價值，風(fēng)電企業(yè)還需要更加關(guān)注市場動態(tài)，加強“主動安全”能力，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供更為有力的支撐。
“一方面，國內(nèi)新能源氣象預(yù)報系統(tǒng)還應(yīng)進一步完善，提高新能源智慧氣象預(yù)測系統(tǒng)精度，尤其是短周期預(yù)測，更應(yīng)提高其準(zhǔn)確率，另一方面，也應(yīng)更加重視風(fēng)電機組的構(gòu)網(wǎng)能力，加強風(fēng)電機組對電網(wǎng)的‘主動支撐’?！辈苤緞偙硎尽?/p>
不僅如此，曹志剛進一步指出，新能源行業(yè)還可探索更多能源組合和構(gòu)成形式，構(gòu)建多元化、更為獨立的電源系統(tǒng)?！皬膶嵺`經(jīng)驗來看，國內(nèi)很多區(qū)域風(fēng)電和光伏的發(fā)電曲線實際上具有很好的互補性，光伏在白天發(fā)電，夜間風(fēng)速較好時風(fēng)電也能實現(xiàn)大發(fā)，風(fēng)光發(fā)電的互補可形成全新的發(fā)電單元，進而實現(xiàn)更好的預(yù)測和調(diào)控和更為高效的資源利用?！?/p>
