按照主传动链结构来划分,常见的风力发电机组可以分为双馈式风力发电机组、直驱式风力发电机组、半直驱式风力发电机组三大类产品。与前两者相比,半直驱风力发电机组市场规模占比较小,但其未来发展潜力较大。
与双馈风力发电机组相比,半直驱风力发电机组的结构相似,均采用齿轮箱,但后者一般采用中低速比齿轮箱,传动比较低;前者一般采用异步发电机,而后者采用同步发电机,轮箱输出轴直接与发电机主轴相连。与直驱风力发电机组相比,半直驱风力发电机组同样采用同步发电机,但发电机的转速较高;同样简化了传动链结构,提高了可靠性。
在目前全球市场中,双馈风力发电机组份额占比最大,但其机械传动系统结构复杂,传动效率较低,可靠性较差。近年来,海上风电发展更为迅速,海上工作环境更为恶劣,对风力发电机组的性能稳定性要求更高,而双馈风力发电机组故障概率相对较高。因此在海上风电领域,半直驱风力发电机组与直驱风力发电机组更具发展潜力。
直驱永磁风力发电机组凭借可靠性高、故障率低、发电效率高、低风速运行性能优等特点,在风力发电机组整体市场中份额占比正在不断提升,但其采用较多稀土永磁材料,造成产品造价较高。与之相比,半直驱永磁风力发电机组采用的稀土永磁材料大幅减少,具有成本优势。
新思界
行业分析人士表示,由以上分析可以看出,未来半直驱风力发电机组市场空间较大,因此进入布局的企业数量不断增多。在全球范围内,半直驱风力发电机组生产商主要有德国Aerodyn、丹麦维斯塔斯等国外企业,以及明阳智能、中国中车、金风科技、电气风电、中国海装等国内企业。其中,明阳智能、中国中车是我国代表性半直驱永磁风力发电机组生产商。
2021年2月,中车株洲自主研制的12MW海上半直驱永磁同步风力发电机下线,为当时全球最大功率半直驱风力发电机组;2021年7月,中车永济自主研制的13.XMW半直驱永磁风力发电机成功下线,表明我国半直驱风力发电机组自主研制能力进一步增强。由此来看,我国半直驱风力发电机组研制能力处于全球领先水平。