風(fēng)電齒輪箱組的發(fā)展趨勢 我國海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)已超3000萬千瓦

• 黃江 2023年8月17日 來源：東方財(cái)富 822 50
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截至2022年底，我國海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)已超3000萬千瓦，連續(xù)兩年位居全球首位，占比達(dá)一半左右。將時(shí)間軸拉長，截至2012年底，累計(jì)裝機(jī)約39萬千瓦;截至2017年底，累計(jì)裝機(jī)約279萬千瓦。可以看出，我國海上風(fēng)電雖然起步較晚，但發(fā)展迅猛，已進(jìn)入規(guī)?；_發(fā)階段。

風(fēng)能是一種可再生能源。近年來風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在全世界的市場份額、規(guī)模和技術(shù)設(shè)計(jì)方面都經(jīng)歷了快速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電將成為未來主要的電力來源之一。我國是風(fēng)力發(fā)電大國，陸上和海上風(fēng)電發(fā)電量均為全球第一。目前風(fēng)電齒輪箱有兩種，分別是雙饋風(fēng)機(jī)和直驅(qū)風(fēng)機(jī)。雙饋、直驅(qū)兩種技術(shù)路線的本質(zhì)區(qū)別，在于雙饋型帶有"齒輪箱"，而直驅(qū)型不帶"齒輪箱"。齒輪箱是雙饋風(fēng)機(jī)的核心部件，主要用于將風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給發(fā)電機(jī)使之運(yùn)轉(zhuǎn)。

但是由于風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速很低，通常需要依靠齒輪箱來增加轉(zhuǎn)速。齒輪箱零部件包括行星銷軸、行星齒輪、太陽輪、內(nèi)齒圈、扭力臂/齒輪箱端蓋、齒輪箱體/行星架等。

永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)和雙饋風(fēng)機(jī)兩者的最大區(qū)別在于不同的傳動(dòng)、發(fā)電結(jié)構(gòu)?？偠灾?，永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)發(fā)電更穩(wěn)定，但是體積大，運(yùn)輸困難，改進(jìn)空間大。目前，相對來說，雙饋齒輪風(fēng)機(jī)更具有經(jīng)濟(jì)效益。

風(fēng)電齒輪箱組的發(fā)展趨勢

不同形式的風(fēng)電齒輪箱組有不一樣的要求，齒輪箱的布置形式以及結(jié)構(gòu)也因此而異。在風(fēng)電界水平軸風(fēng)電齒輪箱組用固定平行軸齒輪傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)最為常見。齒輪箱層面，半直驅(qū)采用中速齒輪箱的設(shè)計(jì)，兩級(jí)行星結(jié)構(gòu)，無可靠性最差的第三級(jí)(高速級(jí))，大大降低了齒輪箱的故障率，傳遞效率比高速齒輪箱更高，重量更輕。從國內(nèi)主流的風(fēng)電齒輪箱產(chǎn)品系列可看出，在相同功率等級(jí)下，齒輪箱的傳動(dòng)比越低，往往對應(yīng)著更小的齒輪箱重量。

近年來，我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，已進(jìn)入規(guī)?；_發(fā)階段。面向未來，隨著技術(shù)不斷突破、跨產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展持續(xù)推進(jìn)，海上風(fēng)電行業(yè)將走得更遠(yuǎn)、更穩(wěn)。

福建北部海域，一臺(tái)臺(tái)百米高的白色風(fēng)機(jī)迎風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)，將綠色電能送往千家萬戶。日前，全球首臺(tái)16兆瓦超大容量海上風(fēng)電機(jī)組在這里成功并網(wǎng)發(fā)電，標(biāo)志著我國海上風(fēng)電大容量機(jī)組研發(fā)制造及運(yùn)營能力再上新臺(tái)階。

截至2022年底，我國海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)已超3000萬千瓦，連續(xù)兩年位居全球首位，占比達(dá)一半左右。將時(shí)間軸拉長，截至2012年底，累計(jì)裝機(jī)約39萬千瓦;截至2017年底，累計(jì)裝機(jī)約279萬千瓦?？梢钥闯?，我國海上風(fēng)電雖然起步較晚，但發(fā)展迅猛，已進(jìn)入規(guī)?；_發(fā)階段。

我國海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)已超3000萬千瓦

當(dāng)前我國已具備大容量海上風(fēng)電機(jī)組自主設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造、安裝、調(diào)試、運(yùn)行能力?？粗圃?，我國生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)、輪轂、塔架等鑄鍛件以及葉片、齒輪箱、軸承等關(guān)鍵零部件產(chǎn)量占到全球市場的70%以上?？窗惭b，去年9月，我國自主建造的2000噸級(jí)海上風(fēng)電安裝平臺(tái)“白鶴灘”號(hào)交付投運(yùn)，大幅增強(qiáng)了海上風(fēng)電機(jī)組施工安裝能力。

依托規(guī)模化開發(fā)與技術(shù)進(jìn)步，海上風(fēng)電開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性大幅提高。秦海巖介紹，2010年至2021年，我國海上風(fēng)電度電成本降幅接近56%。當(dāng)前海上風(fēng)電項(xiàng)目平均度電成本已降至0.33元/千瓦時(shí)左右，到“十四五”末有望實(shí)現(xiàn)全面平價(jià)。

面向未來，海上風(fēng)電發(fā)展前景廣闊。一方面，發(fā)展有資源。我國擁有約1.8萬多公里大陸海岸線，海上風(fēng)能資源豐富。

根據(jù)中研普華研究院《2023-2028年中國風(fēng)電齒輪箱行業(yè)發(fā)展預(yù)測與投資研究咨詢報(bào)告》顯示：

根據(jù)《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》，我國將推動(dòng)山東半島、長三角、閩南、粵東、北部灣等千萬千瓦級(jí)海上風(fēng)電基地開發(fā)建設(shè)，推進(jìn)一批百萬千瓦級(jí)的重點(diǎn)項(xiàng)目集中連片開發(fā)，結(jié)合基地開發(fā)建設(shè)推進(jìn)深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電平價(jià)示范和海上能源島示范工程。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)來自中車株洲電機(jī)，葉片來自中材科技……全球首臺(tái)16兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組主機(jī)由上萬個(gè)零部件組成，關(guān)鍵部件均已實(shí)現(xiàn)100%國產(chǎn)化。研制過程中，金風(fēng)科技協(xié)同了數(shù)十家企業(yè)、大學(xué)及科研院所，產(chǎn)業(yè)鏈上下游高效協(xié)同、產(chǎn)學(xué)研深度融合，為風(fēng)電行業(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

主軸軸承是風(fēng)機(jī)的核心部件。3支總重量100多噸的巨型葉片在旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸承必須保障它們能長時(shí)間平穩(wěn)流暢運(yùn)轉(zhuǎn)，這意味著直徑3.2米的軸承加工誤差不能超過0.01毫米。

“軸承公司之前沒做過這么大尺寸的軸承，我們有這方面的技術(shù)積累，分享給他們滿足風(fēng)機(jī)可靠性所需的載荷、扭矩等相關(guān)資料。歷時(shí)9個(gè)多月軸承順利交付，結(jié)束了我國不能研制超大容量海上風(fēng)電機(jī)組主軸軸承的歷史。”于晨光說。

智能化應(yīng)用，提高產(chǎn)品性能。渤海海域，山東能源電力集團(tuán)90萬千瓦海上風(fēng)電場有序運(yùn)轉(zhuǎn)，每年可提供32.5億千瓦時(shí)綠電?！绊?xiàng)目應(yīng)用了狀態(tài)參數(shù)辨識(shí)自適應(yīng)增功控制技術(shù)，實(shí)時(shí)感知風(fēng)況變化及機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，確保發(fā)電性能達(dá)到最優(yōu)，單機(jī)能夠提升約3%的發(fā)電量?！鄙綎|能源電力集團(tuán)黨委書記李偉介紹。對于一些項(xiàng)目的抗臺(tái)風(fēng)型風(fēng)機(jī)，借助智能控制系統(tǒng)還能保證葉片始終處于最小受力角度，避免葉片發(fā)生渦激振動(dòng)。

集群化發(fā)展，提升供應(yīng)鏈韌性。廣東汕頭，國際風(fēng)電創(chuàng)新港項(xiàng)目正在加緊建設(shè)，未來這里將聚集風(fēng)電整機(jī)、葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、軸承等全產(chǎn)業(yè)鏈制造企業(yè)，以及檢驗(yàn)檢測實(shí)驗(yàn)室和大型科研裝置，形成“研發(fā)設(shè)計(jì)一體化、工藝流程一體化、生產(chǎn)制造一體化、檢測認(rèn)證一體化”四個(gè)一體化的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集群。

“大型風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)、齒輪箱等體積大、陸運(yùn)不便，依托汕頭國際風(fēng)電創(chuàng)新港，有助于海上風(fēng)電裝備及服務(wù)出口，降低物流成本。”于晨光介紹。和其他風(fēng)電集群項(xiàng)目有所不同，汕頭國際風(fēng)電創(chuàng)新港打通企業(yè)和企業(yè)之間的“圍墻”，相當(dāng)于在一個(gè)超大廠房里，不同車間里的工序高效流轉(zhuǎn)，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)。設(shè)備制造完后，還可以就近在旁邊的實(shí)驗(yàn)中心測試，提升迭代速度，為我國海上風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新和大型機(jī)組研制提供有力支撐。

目前，全球70%的潛在海風(fēng)資源位于水深大于60米的深水海域。由近海走向深遠(yuǎn)海，是海上風(fēng)電發(fā)展的必然趨勢。

今年上半年，全球新增風(fēng)電裝機(jī)的四成多都出自我國，目前，我國風(fēng)電總裝機(jī)已經(jīng)達(dá)到3.89億千瓦，這些遍布全國的大風(fēng)車每旋轉(zhuǎn)一天，就可以發(fā)出20多億度電。

大力發(fā)展可再生能源是習(xí)近平總書記一直以來的關(guān)切。黨的十八大以來，習(xí)近平總書記親自指導(dǎo)推動(dòng)能源革命，指出要把促進(jìn)新能源和清潔能源發(fā)展放在更加突出的位置。在青海、內(nèi)蒙古、四川等地考察時(shí)，總書記都對當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)新型能源產(chǎn)業(yè)基地、大力發(fā)展綠色能源作出重要指示，強(qiáng)調(diào)要科學(xué)規(guī)劃建設(shè)新型能源體系，促進(jìn)水風(fēng)光氫天然氣等多能互補(bǔ)發(fā)展。

牢記總書記的指示，黨的十八大以來，我國風(fēng)電海陸并舉、不斷優(yōu)化。先后建設(shè)九個(gè)新能源基地，風(fēng)電裝機(jī)由“三北”地區(qū)逐步向中東南地區(qū)發(fā)展，遍布全國各地。當(dāng)前，風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模較2012年翻了5倍，發(fā)電量提升了6.7個(gè)百分點(diǎn)，陸上風(fēng)電的度電成本，已經(jīng)與傳統(tǒng)化石能源相當(dāng)，為我國能源綠色轉(zhuǎn)型提供強(qiáng)大支撐。

《2023-2028年中國風(fēng)電齒輪箱行業(yè)發(fā)展預(yù)測與投資研究咨詢報(bào)告》由中研普華研究院撰寫，本報(bào)告對該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進(jìn)行了分析，重點(diǎn)分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢預(yù)測等等。報(bào)告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動(dòng)態(tài)，對行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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  2023-2028年中國風(fēng)電齒輪箱行業(yè)發(fā)展預(yù)測與投資研究咨詢報(bào)告

  風(fēng)能是一種可再生能源。近年來風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在全世界的市場份額、規(guī)模和技術(shù)設(shè)計(jì)方面都經(jīng)歷了快速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電將成為未來主要的電力來源之一。我國是風(fēng)力發(fā)電大國，陸上和海上風(fēng)電發(fā)電量均為全...

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