直驅式風力發電機

發佈日期: 2011 年 06 月 16 日 11:44 | 作者: | 分類: 綠能知識

直驅式風力發電機,是一種由風力直接驅動發電機,亦稱無齒輪風力發動機,這種發電機採用多極電機與葉輪直接連接進行驅動的方式,免去齒輪箱這一傳統部件。由於齒輪箱是目前在兆瓦級風力發電機中屬易超載和過早損壞率較高的部件,因此,沒有齒輪箱的直驅式風力發動機,具備低風速時高效率、低噪音、高壽命、減小機組體積、降低運行維護成本等諸多優點。

直驅式(無齒輪)風力發電機始於20多年前,由於電氣技術和成本等原因,發展較慢。隨著近幾年技術的發展,其優勢才逐漸凸現。德國、美國、丹麥都是在該技術領域發展較為領先的國家,其中德國西門子公司開發的(直驅式)無齒輪同步發電機安裝在世界最大的挪威風力發電場,最高效率達98%。

1997年的風機市場上出現了兼具無齒輪、變速變槳距等特徵的風力發電機,這些高產能、運行維護成本低的先進機型有E-33、E-48、E-70等型號,容量從330千瓦至2兆瓦,由德國ENERCONGmbH公司製造,它們的研製始於1992年。2000年,瑞典ABB公司成功研製了3兆瓦的巨型可變速風力發電機組,其中包括永磁式轉子結構的高壓風力發電機Wind former,容量3兆瓦、高約70米、風扇直徑約90米。2003年,在Okinawa電力公司開始運行的MWT-S2000型風力發電機,是日本三菱重工首度完全自行製造的2兆瓦級風機,採用小尺寸的變速無齒輪永磁同步電機,新型輕質葉片。

目前,國內多家企業也開始進軍直驅式風力發電機領域,湘潭電機集團與日本原弘產株式會社合資組建的湖南湘電風能有限公司,2兆瓦直驅式永磁風力發電整機機組已試車成功;廣西銀河艾萬迪斯風力發電有限公司與德國AVAVTIS公司聯合推出的2.5兆瓦直驅變槳風力發電也於2008年二季度完成樣機;具有自主智慧財產權的新疆金風科技股份公司、哈爾濱九州電氣公司也分別研製出1.5兆瓦直驅式風力發電機。

在Ⅰ類風場,一台典型的1.5MW風力發電機組的風輪直徑為70米,其掃風面積約為3846平方米,風輪面積將決定風機可以從風中獲取多少能量,根據貝茨理論(Betz's Law),風力發電機從風中吸收的功率與掃風面積成正比,而面積與直徑成平方關係,所以風輪直徑增加1倍,吸收能量將增至4倍。

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