國務院關于印發(fā)《2024—2025年節(jié)能降碳行動方案》的通知
國外廠家為什么千方百計地提高塔筒高度?
國外廠家為什么千方百計地提高塔筒高度? 近日,Gamesa將在泰國某風場安裝33臺塔筒高度為153m的G114-2.0MW和G114-2.1MW機組,號稱是亞洲最高風電機組?! ?/p>
近日,Gamesa將在泰國某風場安裝33臺塔筒高度為153m的G114-2.0MW和G114-2.1MW機組,號稱是亞洲最高風電機組。
回頭再想國內(nèi)風機的輪轂高度,最高也就120m左右的水平,相差30m開外,接近10層樓的高度了。
塔筒高度是不是越高越好嗎?為什么國外風電制造商都在拼命提高輪轂高度,而國內(nèi)在這方面的動力沒有那么大呢?
經(jīng)濟性是關鍵
確定是否采用較高的塔筒高度,主要還是取決于經(jīng)濟效益,提高塔筒高度必然導致塔筒和基礎的成本增加,那么提高塔筒帶來的發(fā)電量的提升就需要效果更加明顯,才可以使得機組最終的經(jīng)濟效益變好。
通常來說,在風切變大于0.15以上,采用較高的塔筒高度經(jīng)濟效益會提高;而風切變小于0.05~0.08左右時,采用較低的塔筒高度經(jīng)濟效益會更明顯改善;而當風切變處于0.08~0.15之間時,改變塔筒高度對經(jīng)濟效益的影響不明顯,因而通常傾向于采用較低的塔筒高度。
風切變的影響因素
風切變是在地表摩擦力的作用下,不同高度的風速所表現(xiàn)出的隨高度降低逐漸較弱的趨勢,風切變的程度通常用風切變指數(shù)來衡量。
其影響因素則主要有微觀地形、地表粗糙度、大氣穩(wěn)定度3個方面。
1、微觀地形。對于復雜地形風場,風切變受微觀地形的影響較大,在山脊頂部通常風切變較小,甚至會出現(xiàn)負切變的現(xiàn)象。而對于簡單地形風場,風切變通常則會略大。
2、地表粗糙度。地表粗糙度主要受地表的地貌、植被等影響,在荒漠化嚴重的地區(qū),風切變通常較小;而在綠化程度較高、森林覆蓋面積較大的地區(qū),風切變則會偏大。
3、大氣穩(wěn)定度。地表附近溫度較低時,大氣趨向于穩(wěn)定;反之在地表附近溫度較高時則趨向于不穩(wěn)定;而在溫度適中時,大氣穩(wěn)定度為中性。
在大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)時,不同高度的風速之間動量交換程度很高,風切變指數(shù)較?。幌喾?,在大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)時,不同高度的風速之間動量交換程度較弱,風切變指數(shù)較大(此時的風切變主要受地形因素的影響)。
為什么歐洲要提高塔筒高度
首先,地形較為簡單。雖然近年來歐洲風場也逐漸由簡單地形向中等復雜地形發(fā)展,但總體來說,與國內(nèi)風場的復雜程度是沒法比的,所以在微觀地形方面不會對風切變有顯著的降低作用。
其次,植被比較茂密。一方面,茂密的植被可以提高地表粗糙度,使得初始的風切變提高;另一方面,植被的蒸騰作用可以帶走大量的地表熱量,使得大氣趨向于穩(wěn)定,而保持風切變不被減弱。
其次,歐洲緯度較高。歐洲大部分地區(qū)的緯度都要高于北京,全年大部分時間地表溫度不會太高,而且在北歐地區(qū)還會出現(xiàn)極晝和極夜現(xiàn)象,也會使得地表溫度傾向于較低水平,大氣穩(wěn)定度趨向于穩(wěn)定,進一步維持風切變。
高塔筒是否適合國內(nèi)風場
對于這個問題,我們用排除法,微觀地形復雜的地區(qū)、荒漠化嚴重的地區(qū)都不符合,這樣就基本排除了西北地區(qū)和(以云南貴州為代表的)復雜地形地區(qū)。其他地區(qū)適用高塔筒的可能性存在,但還要對風場的周邊環(huán)境進行具體分析,并結合測風數(shù)據(jù)進行判斷。
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