7.风电发展史20100202.ppt

1 风力发电发展简史授课 熊伯增 2010年2月 2 风力机的起源 风力机最早出现在三千年前 当时主要用于碾米和提水 第一台水平轴式风力机出现在十二世纪 3 一 1888年 第一台风力发电机诞生 CharlesF Brush 1849 1929 美国电力工业的奠基人之一 直流发电机商业化电弧光灯铅酸蓄电池制造方法与爱迪生通用电气公司合并取名通用电气公司 GE 4 位于俄亥俄州Cleveland市庞大的BRUSH风车 1887 1888年冬 第一台自动运行的且用于发电的风力机 宠然大物 叶轮直径是17米 有144个由雪松木制成的叶片 功率12千瓦 风力机运行了约20年 低转速风机 效率不可能太高 5 二 二十世纪初 风力发电技术在丹麦 1900 1920 PoullaCour 1846 1908 气象学家同时也是现代风力发电机的先驱 空气动力学 风洞 能源储存 氢气 瓦斯灯使用 6 1904年的培训班 laCour每年在AskovFolk高中给风电工人做几次培训 这个图片是1904年培训班毕业照 7 laCour的风力机 1897年 发明两台实验风力机特点 叶片少 高转速 效率高 8 对风电最狂热的国家 丹麦 1918年 丹麦约有120个地方公用事业拥有风力发电机单机容量是20 35kW总装机约3MW 风电容量当时占丹麦电力消耗量的3 丹麦对风力发电的兴趣在随后的若干年逐渐减退 直到二次世界大战期间出现供电危机为止 9 那个年代的技术 多样化各种类型的风电技术 百花齐放 垂直轴 水平轴 喇叭型 多叶片 单叶片 上风向 下风向 10 三 四十年代到六十年代 丹麦概念风机的形成 F L Smidth风机在二次世界大战期间 丹麦工程公司F L Smidth 现在是水泥机械制造商 安装了一批两叶片和三叶片的风机 所有这些风机 与它们的前辈一样 发的是直流电 1951年 这些直流发电机被35kW的交流异步发电机替代 11 丹麦概念 三叶片上风向带有电动机械偏航异步发电机失速调节 12 四 七十年代 八十年代 石油危机与风电制造工业Nibe风力机 二十世纪70年代 石油危机 几个国家起对风能的兴趣重新点燃 丹麦 德国 瑞典 英国和美国 13 伟大的加利福尼亚风暴 八十年代初 数千台风力发电机安装在美国加利福尼亚 机型 Micon55kW风力发电机 丹麦制造商 在加利福尼亚有将近一半的风机来自丹麦 终结 1985年 在加利福尼亚支持计划终结的前一夜 美国的风能市场消失了 德国 接替美国成为世界上最大的风电市场 而且德国的装机也是世界上最大的 14 五 九十年代 变桨变速技术的发展 1990 2000 德国概念 变桨 变速 双馈 变速恒频 90年代 市场的主流技术仍然是失速控制 但随着控制技术的成熟 90年代后期变桨变速占据了越来越重要的位置 15 五 九十年代 欧洲海上风电场萌芽 VindebyVindeby风电场位于波罗的海丹麦海岸 机型 Bonus450kW失速调节型风力机这些风力机经过修改在塔架内有足够的空间放置高电压变压器 门的位置比正常的风机高一些 发电量比容量相同的陆地风电场高20 16 17 五 九十年代 兆瓦级风力发电机开始出现 1995 Nortank1500NEGMicon1500kW风机 于1995年投入运行 兆瓦级风机的出现之前 600和750kW的风机一直是主流 兆瓦级风机主要用于海上或安装地点稀少的地区 因而兆瓦级风机可以开发利用更多的风资源 18 六 二十一世纪 美国 印度和中国 美国 在小布什上台后制定了系列的新能源激励政策 成为了世界上风电增长速度最快的国家 并超越德国 成为世界上装机最多的国家 印度 在前6年占据了亚洲风电装机最多国家的位置 中国 可再生能源法使风力发电驶入快车道 超越印度 成为亚洲第一 并有望在金融危机之后的几年内成为世界第二 19 六 二十一世纪 变桨变速技术替代了定桨定速 丹麦概念 NEGMicon Notank Bonus纷纷破产 被兼并 德国概念 Vestas GE Gamesa公司迎来机会 20 六 二十一世纪 直驱 永磁技术的发展 德国的Enercon公司成为直驱技术的代表 凭借直驱技术占据了德国第一 世界第四的市场份额 2002年 Vensys研发了永磁直驱技术 并成功安装了样机 向多个国家的制造商转让了技术 由于对电网的关注 永磁电机和全功率变频得到重视 21 六 二十一世纪 多兆瓦级风力机的机会 NEGMicon2MWNEGMicon2MW风力机于1999年8月投入运行 叶轮直径为72米 塔架高度为68米 22 GE3 6MW 23 Vestas4 5MW 叶轮直径120米 24 Repower5MW 额定功率叶轮直径轮毂高度功率控制叶轮转速5MW126 0m100 120m电动变桨6 9 12 11 min 25 自1980年以来风力发电机组的发展历程 26 课程回顾 1 商业化进程 个体作坊 工厂试验 80年代工业化 90年代商业化 资本运作2 技术发展 多样化