下面讨论将更多风力机集中安装在同一地点的情况,即风电场。一座风电场是由两台或更多风力机构成的风力机集合。有些大型风电场由100多台风力机构成,有些风电场由几百台风力机构成,所有风力机都可共享同电网的连接线路、变压器以及维护设备等资源。
将风力机放在一起构成风电场的优点诸多。其一是简化了与电网的连接,另外还可以同时维护所有风电机组。用大型起重机将机舱和叶片输送到适当位置时,只需付一次费,如多次用起重机将风力机运到其位置,其花销占据过半维护费。大量风力机靠近安装时,可购买或租用起重机,放置在适当位置,避免起重机在风力机之间远距离移动。此外,还可以聘用专职维护人员,全年工作于风电场。只有两台或三台风力机的小型风电场,维护风电场的设备一般是租借的,做维护工作的人员也是临时的。
风电场的第二个优点是它比另外单独安装风力机更便宜,因为大量初期工作已经完成。若某一地区对风力机的安装有限令,且限令针对该地区的所有风力机,那么在同一地点商谈多台风力机的安装,要比在不同地点商谈更容易,尤其是在跨州、跨村或跨越其他地区的商谈,更为困难。一般地,关于视觉污染的抱怨会降到最低,因为风电场可以为本地区纳税,并提供多余电能,这正是大多数工业区和州所寻求的,也是它们支持风力机入驻的原因。风电场可以建设在闲置的土地上,因此如果有土地不能用作其他用途时,可以用来建设风电场发电。
风电场装机容量不断增大是其发展的新趋势,大型风电场所发电能接近小型火力发电厂。风电场所发电能能够满足用户需求时,便不再需要增加其他的发电设备。在美国一些大型电力设备供应商,如BP、通用电气和西门子,都加入了大型风电项目的浪潮。美国其他能源和电力公司也在规划大型风电场项目,包括海上风电。表10-1列出2008年美国最大的11座风电场。表中大量的风电场项目将在近期完成,有的项目处于在建状态。从表中可以看到,早期的大多数风电场主要坐落在德克萨斯州和加利福尼亚州,然而如今它们已遍及各州。只要风力资源能够常年满足风力机的需求,便可安装风力发电机组。
表10-1 2008年全美大型风电场
图10-9给出了从1981~2008年的美国风电发展情况。图的左边是风电装机容量,单位是兆瓦,1MW=1000000W。从图中可以看到,2008年全美国风电装机容量达25000MW,由风力机发出的电能在2000年以后以惊人的速度增长。风力机发出的电能以此种速度迅猛增长,一方面归因于政府的激励措施,另一方面归因于风力机效率的提高。风电补充了由煤、核能或石油发出的电能,因此减缓了常规发电设备的安装。政府激励增加,风力机效率提高时,风电的单位电价也随之降低。目前,风力机发出电能的成本要比煤、核能和水力设备发出电能的成本贵很多,然而为风力机投资的一个主要原因是其环境污染很少,并且使用的能源——风能也不需要从国外进口。(www.xing528.com)
在美国和全世界范围内,从1996~2008年由风力机发出的电量稳定上升,尤其是2000年以后,风电装机容量急剧上升。如今全世界的风力发电机容量已经超过了120000MW。
另一种观察风力机发电量增长的方式是比较各国风电装机总量。2008年,风电装机最多的国家有(由多到少的顺序):美国、德国、西班牙、中国、印度、意大利、法国、英国和日本。另一方面,以上所有国家都有许多风电项目正在建设中,风力发电装机容量也在不断地增加。而且,各个国家在排名中的位置也在频繁地变化。
例如,2005年,德国位于风力机发电者之首,之后是西班牙、美国、印度、法国、英国、中国、法国、意大利和日本。2005年,德国风力机发电量是西班牙的两倍。2005年以后,美国的风力发电产量和风力发电装机容量翻了一倍多,达
图10-9 美国风力发电装机容量发展情况
(图片来源:美国能源部)
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