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回溯海上风电技术的发展历程,早期技术路线可谓百花齐放。直驱永磁技术以其高可靠性著称,由于没有齿轮箱,减少了故障点,运行稳定性高,能适应复杂恶劣的海上环境。但其发电机体积大、重量重,制造成本居高不下。双馈异步技术则凭借成本相对较低、技术成熟的优势,在早期市场占据一定份额,不过其齿轮箱维护频繁、可靠性欠佳的问题也逐渐凸显。
半直驱技术路线在这样的背景下应运而生,它巧妙地融合了直驱与双馈两种技术的长处。其传动链由两级传动齿轮箱和中速永磁发电机构成,通过两级传动齿轮箱适当提高永磁发电机转速,相较于直驱风机,可使用体积更小、重量更轻的永磁发电机,有效降低了成本。
对比双馈风机,半直驱机组转速更低,可靠性大大增强。据测算,在某些特定工况,采用半直驱技术后,风机的故障发生率降低了30%,维修成本减少了40%。同时,采用中速传动的超紧凑传动链技术,载荷受力传递路径较短,能有效减轻齿轮箱、发电机经受的载荷,通过均分风机部件的设计和制造难度,保证了风电机组运行的可靠性,进而降低综合度电成本。
目前,半直驱技术路线已被绝大多数厂商欣然接受。从市场份额来看,在2024年新招标的海上风电项目中,采用半直驱技术路线的机组占比超过70%。主流整机厂商纷纷加大在该技术路线上的研发投入与产品布局。
2016-2024年中国海上风电机组不同技术类型新增装机容量占比
如明阳智能,其推出的基于半直驱技术的海上风电机组,单机容量不断提升,在市场上备受青睐,2024年其海上风电新增装机容量达175.7万千瓦。金风科技也紧跟步伐,凭借半直驱技术的产品在海上风电市场斩获颇丰,新增装机容量达110.2万千瓦。
在风电迈向深远海开发的征程中,半直驱技术同样展现出强大的适应性,半直驱凭借其紧凑的结构、较轻的重量以及良好的可靠性,能够更好地适应深远海的特殊环境。目前,国内已经投运的引领号、扶摇号、观澜号、天成号、共享号等浮式风电项目均采用半直驱技术作为支撑。
海上风电技术的发展日新月异,半直驱技术路线虽已成为当下的主流选择,但行业的创新脚步不会停歇。未来,随着技术的持续进步,或许会有更先进的技术路线出现,进一步优化海上风电机组的性能,降低成本,提升效率。
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