展开低碳经济模式是欧盟寻求的前瞻性方针之一,欧盟针对这一方针设立了一套广泛的方针架构,包含到达2020年气候和动力方针及拟定碳排放买卖机制等,欧盟将风能作为完成上述方针的战略性动力技能之一。内部成员国自20世纪70年代中期开端发布活跃方针鼓舞可再生动力展开,到20世纪90年代成为国际风能展开的中心。现在欧盟作为一个全体不只具有全国际最大的风电装机容量,而且具有全国际最先进的风电技能和全国际最抢先的出产能力,而且已首先开端展开海上风能。到2011年,欧盟全境风电累计装机容量挨近100GW,占国际总装机的近40%,风力发电量到达2040亿kWh,可以满意6.3%的电力需求。
为加速具有本钱效益的低碳动力技能的开发和布置,欧盟委员会于2007年11月底提出了一份归纳性动力科技展开战略——欧洲动力技能战略规划(European Strategic Energy Technology Plan,SET–Plan)。为协作SET–Plan的施行,欧盟从2008年开端草拟SET–Plan要害动力技能道路图,在与欧洲各动力技能渠道、行业协会及成员国等展开继续的评论后,于2009年10月发布了作为未来十年举动方案的七个低碳动力技能道路图(风能技能道路图是其间之一),环绕欧洲动力体系,构建了到2020年时转型为低碳经济的愿景,以进步技能老练水平为意图,以使这些技能能在规划期至2050年期间到达较大的商场份额。其间对风能范畴提出的方针是:到2020年风力发电在欧盟终端电力消费中所占份额进步到20%。
SET–Plan道路图对每项低碳动力技能均提出了战略方针、技能方针和将在未来十年施行的研讨、开发、演示及商场推广举动,一起,对完成上述方针公私部分所需求的投资额进行了预估,并对每项举动提出了需求到达的要害功能指标,以利于查核评价。道路图将这些举动分成了三大类:
1.研制方案。包含:研讨机构及大学等部分展开的根底与运用研讨项目、小规划中试项目和资料、部件的测验设备项目。
2.演示方案。由技能的实践测验与大规划演示组成,特别是验证技能全规划可行性,为技能从研讨向商场转化树立桥梁。
3.商场推广办法。将产品从演示阶段向商场成功转化,这类型举动项目涉及到对有或许成为未来动力体系支柱的一些要害概念进行可行性演示并堆集经历,如可包容不同电源的虚拟电厂、城市大规划光伏体系及其他节能办法。
进步风能技能竞争力,促进近海和深海资源潜能的开发,促进风力发电的并网,到2020年使风力发电在欧盟终端电力消费中所占份额进步到20%。
道路图提出了四个技能范畴:新式风机和零部件、大型和深海(>30米)风机基座结构技能、大规划易变型电源并网技能、风能布置的资源评价和空间规划,并指出了技能方向和举动方案(见表1)。
展开10~20MW大型风机,特别是合适海上运用的类型;经过运用新资料、先进转子规划技能、先进的操控和监测体系,进步风机部件的可靠性
发动一项陆上和海上新式风机规划、新资料和部件的研制项目,及大型风机样机(10~20MW)开发和测验的演示项目;构成由5~10个测验设备构成的网络,用以测验评价风机体系的功率和可靠性;发动一项欧洲跨工业协作和演示项目,运用其它部分(如海上勘探)的专业技能,来展开风能体系的大规划出产,要点增强部件和体系的可靠性、先进制作工艺和海上风机;展开5~10个用于测验下一代风机和零部件出产的演示项目
进一步自动化和优化制作工艺,例如经过与汽车业、航运业及民用航空工业的跨行业协作来出产叶片
开发大型海上风机用新式可堆叠、可仿制的标准化基座,例如:三脚架式、四脚架式、导管架式以及重力基座等
发动一项开发和演示项目,针对不同水深(>30米),开发具有较低视觉影响、适于离岸作业的新式基座结构;至少开宣布4种结构概念,并在不同条件下进行测验;发动一项针对海上结构的先进大规划出产工艺的演示项目
演示大型储能体系与高压沟通输电或高压直流输电互联,评价高风电份额电力体系的可行性
发动一项将风电场作为“虚拟电厂”办理的工业规划演示项目;树立至少两个国家海上风力发电场的衔接,并结合运用不同电网互联技能;远距离高压直流输电;可控多终端海上解决方案
发动一项风速散布和风能出产猜测的研制项目,包含:风力气测活动、风力数据、环境及其它约束要素数据库、有利于改善规划和出产的空间规划东西和办法
[1]虚拟电厂是指经过中心操控单元联合运营散布式发电设备集群,以进步体系灵活性(包含运用现有储能体系加以支撑),并最大发挥其潜力(空间滑润)。
道路年风能范畴所需的公私投资总额估计将到达60亿欧元,各技能范畴分配(见表2)。
为履行SET–Plan技能道路图作业,在欧盟委员会和SET–Plan辅导委员会的辅导下,工业界和科技界(欧洲动力研讨联盟)于2010年6月联合发动了欧洲风能工业建议,意图是在整个欧洲层面整合工业界、研讨集体、各个国家与欧盟委员会等各方力气。为按年度细化使命需求,将建议履行到详细项目履行层面,欧洲风能技能渠道(TPWind)在归纳各方定见后于2010年5月正式发布了《2010~2012年度欧洲风能工业建议施行方案》,作为欧盟风能业界在这三年间的“作业攻略”,而且在2020年前每年还将对其进行更新。施行方案确认了四大范畴举动方案中的18项研制项目,公私投资总额估计将到达14.43亿欧元(见表4)。
别的,鉴于资料是动力技能的要害性技能,欧盟于2011年12月发布了《低碳动力技能资料道路图》,作为SET–Plan所拟定的技能道路图的弥补和扩展。资料道路图中提出一项全面的欧洲低碳动力技能资料研讨与立异方案,提出了未来十年推动动力技能展开的要害资料的研讨和立异活动,一起也作为欧盟研讨和立异方案以及成员国动力运用资料范畴展开研制活动的项目攻略。在道路图中针对风能范畴,拟定了风能资料道路图。
风机需求增大尺度和在更为严苛的条件和环境下运转,因而探究低本钱、高机械功能轻质资料已成为最重要的使命之一。风能资料道路图提出了全面的叶片资料研讨和展开方案,如纤维增强夹芯资料以及粘接和焊接技能,在减轻分量的一起进步机械功能,运用智能资料改善转子功能和寿数,缩短出产周期和下降叶片出产本钱;展开改善耐腐蚀、自清洁、防紫外线新涂料;展开用于塔和支撑结构的高功能钢及相关的焊接技能,深海运用单桩和重力根底结构混凝土等。
资料道路图要点还关注发电机、电力电子和传输(轴、齿轮、轴承)资料,研讨稀土永磁代替资料及展开更强、更轻的磁铁;展开高温超导(HTS)发电机,电力电子新资料,以添加交界处的温度作业约束及传动部件的金属合金,以保证有用寿数等于规划寿数。为了以工业规划按份额扩展资料的开发,道路图提出了四个工业制作试点项目:开发和出产兆瓦规划的概念叶片,开发、制作和演示轻量级(复合)轮毂、底座或发电机变速箱壳体代替铸铁部件,规划、出产和测验长度超越100米的大型叶片可以用于超越12MW发电机组,以及兆瓦规划叶片出产线的自动化出产技能;两个技能试点项目测验大型深水重力基座支撑结构及演示全规划高温超导发电机。最终,道路图提出树立泛欧研讨范畴网络,以加速工业展开和最新研讨成果,及大传动体系单位(>10MW)测验试验台。(未完待续)(摘编自《动力与科技参阅》)