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  Applications - 再生能源 - 风能
风能

      中国有超过40家企业已经开始制造全套风力发电机组,已经成为目前风能行业第四大重要市场。而从未来的发展前景来看,中国市场则位居第一。2007年,中国国产的风力发电机组占到了本地市场份额的56%,2006年这一数据为41%。目前中国本土产能不断扩大,已达到约5000兆瓦,预期到2010年可达10-12千兆瓦,平均每年将安装2500套以上的兆瓦级风机。根据2005年7月出台的《关于风电建设管理有关要求的通知》,中国的风电设备国产化率必须达到70%。
      直接驱动式风力发电机组由于没有齿轮箱,零部件数量相对传统风电机组要少得多。因此,兆瓦级风力发电机组多采用直驱式风力发电机组。直驱型风力发电机组为变桨距调节型风机,叶片在运行期间,它会在风速变化的时候绕其径向轴转动。因此,在整个风速范围内可能具有几乎最佳的桨距角和较低的切入风速。在高风速下,改变桨距角以减少功角,从而减小了在叶片上的气动力。这样就保证了叶轮输出功率不超过发电机的额定功率。在桨距调节过程中,需要储能系统为变桨系统提供动力。
目前主要的储能系统有蓄电池和超级电容器两种方案。在使用过程中,逐渐发现蓄电池有一些难以克服的缺点:蓄电池的充放电特性不好,充电时间长,充电、放电电流不能太大;蓄电池需要维护,而变桨系统安装在100米高的风机上,维护成本太大;蓄电池的低温特性不好,在寒冷季节容量会衰减;蓄电池的循环寿命短,可靠性不强。
      国外风机厂家为了保证整个风机的可靠性,都陆续使用超级电容器作为解决方案。国内风机厂家风力发电变桨储能系统上有的使用蓄电池方案,有的在使用引进的国外成套变桨系统方案包含有国外超级电容器储能电源。
      超级电容器的特点突出:高效率、大电流放电、宽电压范围、宽温度范围、状态易监控、长循环寿命、长工作寿命、免维护、环保。因此它极为适合在风力发电机组这样的工况环境中工作。风力发电变桨用超级电容器储能系统主要为了使叶轮对电机的驱动功率能够满足电机的所能承受的状态,在不同的风速条件下设定其合适的变桨角度,以满足发电机所处的工作状态在最优状态。
      风力发电变桨用超级电容器储能电源的基本工作原理为:平时,由风机产生的电能输入充电机,充电机为超级电容器储能电源充电,直至超级电容器储能电源达到额定电压。当需要为风力发电机组变桨时,控制系统发出指令,超级电容器储能系统放电,驱动变桨系统工作。