除了大型化迭代提速,中國風機的技術路線選擇有了大變化

多位人士表示,技術路線無優劣之分,推出半直驅風機是為應對不同市場環境。

除了大型化迭代提速,中國風機的技術路線選擇有了大變化

圖片來源:視覺中國

大兆瓦的陸上及海上風機集中落地,大型化更新迭代再提速。

介面新聞在10月18-20日舉辦的2021北京國際風能展現場獲悉,陸上風電機組單機容量已由6兆瓦增至7兆瓦,海上風機單機容

由11兆瓦重新整理至16兆瓦。

近年來,國內風機迭代加快,由過去一款風機賣兩年,變為每過半年就有新風機落地。

今年4月,東方風電5。5兆瓦的DEW-5。5S-172型永磁直驅陸上風電機組下線,成為國內單機容量最大的永磁直驅陸上風力發電機組。

9月,運達股份(300772。SZ)推出6。25兆瓦和6。66兆瓦陸上風機,並取得權威機構的認證,再度重新整理陸上最大單機容量。

在此次風能展上,中車集團則釋出了7。X兆瓦陸上風機。該機型已獲得設計認證,功率可覆蓋6。7-8兆瓦範圍。明陽智慧也釋出了7。X陸上風機,最大發電功率達8兆瓦,風輪直徑達190米以上。

這意味著,陸上風機單機容量正快速步入7兆瓦時代。目前,市場主流的陸上風機單機容量為4兆瓦。

隨著平價時代的到來,整機廠家步入微利時代。大兆瓦、長葉片、高塔筒成為降本的重要途徑。

明陽智慧(601615。SH) 整體解決方案部總經理葉凡以200兆瓦容量的北方風電場為例表示,明陽智慧7兆瓦陸上風機與4兆瓦機型相比,機位數量可減少21個,靜態投資成本降低34%,發電成本降低24%。

在風能大會高峰論壇論壇上,明陽智慧總工程師賀小兵表示,下一階段,陸上風機單機容量最大可達到10兆瓦,葉輪直徑將達200米,輪轂高度達200米。

上海電氣風電集團股份有限公司(688660。SH)副總工程師馬文勇也表示,適應北方地區基地化、規模化開發的風電機組,單機容量將達10兆瓦,風輪直徑超過210米。

海上風電大型化趨勢更凸顯

今年是海上風電中央補貼的最後一年,相比已經很成熟的陸上風電,海上風電面臨著更大的平價挑戰。

中國海裝機械設計所所長李楊表示,平價上網對度電成本要求更嚴苛,海上風電要實現平價上網,綜合開發成本需再下降40%左右。

大容量海上風機可以提高單機功率,減少機位點數,進而降低基礎投資。因此,海上風電大型化趨勢更加凸顯。

目前,國內海上風電較成熟的是4-6兆瓦風機供應鏈。

此次風能展上,東方電氣(600875。SH)釋出了13兆瓦海上風電機組,該機型獲得了機組設計認證。介面新聞在現場瞭解,這款海上風機基於其已批次投運的10兆瓦海上直驅平臺開發,單機容量覆蓋12。5-13兆瓦,葉輪直徑211米,相當於三艘遼寧艦並排的寬度。

這款機型適用於8。5米/秒風速以上地區,主要面向福建、廣東海域。該機型已投入生產製造,首臺機組將於今年年底下線。

東方電氣正在大力佈局海上風電大兆瓦戰略。2019年9月,東方電氣在福建福州下線了10兆瓦海上風電機組,重新整理國內海上風電機組單機容量最大記錄。2020年7月,該機組併網發電。

繼東方電氣之後,中國船舶集團海裝風電股份有限公司(下稱中國海裝)、明陽智慧紛紛下線10兆瓦海上風機。

2019年10月,中國海裝10兆瓦機組獲得設計認證,並於今年9月下線。

2019年11月,

明陽智慧在廣東陽江智慧製造中心總裝廠房舉行MySE8-10

兆瓦

海上風機平臺量產下線儀式。

2020年7月,明陽智慧釋出11兆瓦半直驅海上風機,再度重新整理最大單機容量。

今年8月,明陽智慧宣佈推出16兆瓦海上風機,該機型已獲得DNV和鑑衡的設計認證,預計樣機2022年底下線,2023年上半年樣機安裝,2024年上半年實現商業化量產,機型可滿足固定式、漂浮式海上風電開發。

屆時,國產海上風電機組的單機容量,將超過維斯塔斯15兆瓦、西門子歌美颯14兆瓦、GE14兆瓦的海上風機。

在此次風能展上,明陽智慧還正式釋出了11兆瓦和16兆瓦海上超緊湊半直驅風機,兩款機型均覆蓋深遠海漂浮式應用場景。

葉凡表示,使用超緊湊半直驅技術的風電機組,體積小、發電效率高,施工便捷,承載能力大幅提升。

遠景能源也加入了大型化行列,在風能展上釋出了Model Y 海上風電平臺,囊括8兆瓦、10兆瓦及12兆瓦風機。

據介面新聞了解,遠景能源推出的6-8兆瓦、8-10兆瓦、10-12兆瓦三個海上風電機組平臺,將分別於2022年、2023年和“十四五”末實現批次交付。

海上風機的大型化迭代速度,也給相應的葉片、電機、軸承等零部件的技術發展形成壓力。

意味著大部件廠家需要砸下更多的資金來匹配更大兆瓦的整機。這是否會帶來重複投資,是值得觀望的問題。

技術路線轉向半直驅

據介面新聞發現,為實現進一步降本,風機技術路線發生了一大轉變,即越來越多地採用半直驅技術,尤其是海上風機,大多采用了該技術。

目前,國內風機採用的技術路線主要有雙饋式、永磁直驅及半直驅式三種。

其中,採用雙饋路線的整機商更多。

雙饋型風機主要由風輪、增速箱、雙饋非同步發電機、AC-DC-AC變流器、變壓器等組成

,國內代表整機商包括遠景能源、上海電氣、運達股份、中車風電、三一重能、中國海裝等。

直驅式風力發電機,也稱為低轉速發電機、無齒輪風力發電機,採用多級電機和葉輪直接連線進行驅動,省去了齒輪箱這一傳統部件,主要由風輪、永磁同步電機、AC-DC-AC變流器、變壓器等部分組成。

國內代表整機商包括金風科技、東方電氣、哈電風能、華創風能等。

半直驅式風機結合了以上兩種風機的優勢。與雙饋式風機相比,可有效減緩齒輪箱的損耗;與直驅式風機相比,同等功率下,重量和體積更低。

此次風能展上,中國海裝釋出了16兆瓦半直驅海上風機。據李楊介紹,新機型可實現傳動鏈降本30%以上,度電成本下降30%以上。

中國海裝的半直驅技術與明陽智慧的並不相同。李楊告訴介面新聞,半直驅技術路線有不同的整合程度與不同的整合方式,“海裝的半直驅沒有明陽智慧那麼緊湊。”

據《風能》雜誌此前報道,中速傳動技術,即半直驅技術路線,根據主軸系、齒輪箱與發電機的整合度與組合關係,可分為多種形式技術方案。

其中,將主軸系、齒輪箱、發電機全部整合在一起的超緊湊型機型,是國內裝機容量最大的中速傳動形式。明陽智慧即使用了這一技術路線。

今年風能展,風電整機老大金風科技(002202。SZ)首次向外界展出其半直驅風電機組產品。

金風科技是目前國內為數不多的採用直驅永磁技術路線的整機商。其已執行的6兆瓦和8兆瓦海上風機,均採用直驅永磁技術。

金風科技此次新發布的半直驅產品,

涵蓋3。85-7。2兆瓦14款不同容量的陸上風機,以及12兆瓦的海上風機。

介面新聞在釋出會現場獲悉,

金風科技最新一代的半直驅技術平臺,2020年8月正式立項,目前已完成基礎吊裝和併網除錯。

金風科技產品總監周桂林稱,該產品全機型可售,陸上最大容量7。2兆瓦陸上風機將於2023年1月交付,海上12兆瓦風機將於2023年3月交付。

運達股份也加入到半直驅大兆瓦海上風機玩家行列。

介面新聞現場瞭解,運達股份正在開發7兆瓦、9兆瓦和14兆瓦海上風機平臺,分別將於2022年7月、2022年5月、2022年12月下線。

一位運達股份的現場講解人士告訴介面新聞,該公司9兆瓦及以上海上風機將採用半直驅技術路線。

9月底,上海電氣釋出了11兆瓦直驅海上風機。其在此次風能展釋出的8兆瓦海上風機,則採用高度整合的半直驅驅動力技術。

另據介面新聞獲悉,中車集團也將製造13。X兆瓦永磁半直驅海上風機。

馬文勇表示,整機技術路線沒有優劣之分,只有場景的適用與不適用之分,陸上場景關注成本的降級,單機容量4兆瓦以上的機組,半直驅的優勢更為明顯。

“上海電氣陸上風機,將全部切換到半直驅技術路線,這一方向非常清晰。”馬文勇稱。

金風科技人士則對介面新聞強調,技術路線無優劣之分,金風科技推出半直驅產品,是為了應對不同的市場環境。

介面新聞採訪瞭解,近年來銅和稀土等原材料價格上漲,直驅永磁發電機用銅量高,使得機組成本上漲,難以下壓。採用半直驅技術路線的風機,則更輕巧,便於運輸和吊裝,可節約成本。

隨著機組單機容量越來越大,

機組的體積與重量不斷增加,運輸難度和成本也相應增加。

在平價時代,半直驅的技術路線優勢愈發凸顯。

華創證券分析認為,與同等功率的直驅和雙饋風機相比,半直驅風機單位體積均實現了大幅下降,極大地降低了吊裝成本。

《風能》雜誌援引業內人士觀點稱,當單機容量達到15兆瓦時,半直驅機組與傳統機組的重量或相差100餘噸,能夠降低整機載荷,使用更少的原材料。

此外,半直驅機組齒輪箱普遍採用兩級行星輪傳動,主流機型發電機與齒輪箱透過殼體的剛性聯接而無需對中,機組的可靠性強。