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| 日本風力發(fā)電技術的發(fā)展現(xiàn)狀 |
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| 2010-01-07 作者:張可喜 來源:經(jīng)濟參考報 |
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從日本上空鳥瞰下面的風力發(fā)電機組。資料照片 |
迄今，日本在風力發(fā)電技術方面是個落后國。目前，全世界的風力發(fā)電總裝機容量為980萬千瓦。日本從上世紀80年代開始建設風力發(fā)電設備，1990年風力發(fā)電能力僅有3000千瓦，1997年底增加到1.7萬千瓦。
到1999年3月，日本共有風力發(fā)電站77座，發(fā)電能力3.1萬千瓦。日本的目標是到2010年將風力發(fā)電能力增加到30萬千瓦。其中，綜合商社東棉公司率先在這個領域開始了商業(yè)化生產(chǎn)：在海外，即在美國、加拿大、丹麥、荷蘭等5個歐美國家共建設有56.5萬千瓦的風力發(fā)電設備；在國內(nèi)，1998年從丹麥進口了20套功率各為1000千瓦的風力發(fā)電設備，正在有“風國”之稱的北海道筅苫前町建設大規(guī)模的風力發(fā)電站，11月底即可投產(chǎn)。它將以每度11.6日元的價格把所生產(chǎn)的電力出售給北海道電力公司。全部投資為45億日元。這家公司計劃在2010年之前在青森縣下北半島再建設總裝機容量為6—7萬千瓦的風力發(fā)電設備。包括在海外的部分在內(nèi)，它打算建設規(guī)模為100萬千瓦的設備，成為世界上最大的風力發(fā)電公司。
記者不久前參觀過三重縣久居木神原風力發(fā)電站。它建在有名的風口“取笠山”上，共4套發(fā)電設備，每套發(fā)電功率為750千瓦，總裝機容量為3000千瓦，是目前日本最大規(guī)模的風力發(fā)電站，全年發(fā)電量約為800萬度，可供當?shù)?400戶居民使用。這座風力發(fā)電站的建設投資共約10億日元。
據(jù)分析，日本國內(nèi)的風力發(fā)電事業(yè)相對落后的原因有以下幾個：首先，政府法規(guī)限制非電力業(yè)者涉足電力工業(yè)；其次，風力發(fā)電的生產(chǎn)成本遠比其它電力高；第三，電站建設受地形、地勢的影響——無風處無法建設，而且發(fā)電設備也受風速變化等自然條件的制約，風速每秒低于3米或者高于25米，發(fā)電設備難以運轉(zhuǎn)；第四，也許是最大的原因，日本的風力資源并不太豐富。據(jù)計算，日本陸地上的風力發(fā)電能力最多能夠滿足國內(nèi)電力需求的1%—4%。
這就是說，相比之下，風力發(fā)電的經(jīng)濟效益差。因此，對使用著廉價進口石油的日本來說，風力發(fā)電當然不會成為積極發(fā)展和普及的對象。
也由于同樣的原因，在風力發(fā)電技術上，日本也與歐美國家相距甚遠。日本的第一臺國產(chǎn)風力發(fā)電裝置是1980年底由三菱重工業(yè)公司制作出來的：塔高23.2米，葉輪直徑48.9米，采取同步發(fā)電機，功率僅40千瓦。此后，該公司不斷進行研究開發(fā)，1997年開始制造500千瓦級風力發(fā)電設備，1998年，實現(xiàn)了1000千瓦級設備的國產(chǎn)化。這表明，日本的風力發(fā)電技術趕上了國際水平。
三菱重工業(yè)公司的1000千瓦級風力發(fā)電設備安裝在北海道室蘭市。該設備塔高60米，采用感應發(fā)電機，可變傾斜角控制系統(tǒng)能夠根據(jù)風速變化自動改變?nèi)~輪的傾斜角，使發(fā)電設備處于最佳運轉(zhuǎn)狀態(tài)；偏轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)可以使葉輪隨著風向變換朝向，最有效地利用風力。它還采取防震支撐和低噪音化措施，可編程調(diào)節(jié)器控制它處于無人運轉(zhuǎn)狀態(tài)。在風速每秒超過24米和不足3米時，整套設備會自動停止運轉(zhuǎn)。此外，它還有種種保證安全運轉(zhuǎn)的裝置。
日本其它有關企業(yè)還在努力研究開發(fā)小型風力發(fā)電設備。
西古馬公司等三家企業(yè)聯(lián)合開發(fā)成功利用太陽能和風力的混合發(fā)電系統(tǒng)。它的特長是無論是在陽光強烈而無風的夏天，還是日照時間短而風力大的冬天，它都能夠進行工作。這套設備的發(fā)電功率為1千瓦，風速每秒2.5米即可開始運轉(zhuǎn)。目前，這家公司研制的300千瓦級太陽能和風力混合發(fā)電設備在進行實證試驗。
山陽電子系統(tǒng)公司不久前開發(fā)成功的1.5千瓦級風力發(fā)電設備安裝有增速機構(gòu)，風速達到每秒3米就能啟動。
一般的風力發(fā)電設備需要每秒3米以上的風力。工業(yè)技術院在試制利用每秒3米以下微風的發(fā)電系統(tǒng)。其關鍵是利用電磁的力量使葉輪的軸離開軸承而處于懸浮狀態(tài)，從而消除了機械間的摩擦。這種風力發(fā)電技術的另一個優(yōu)點是消除噪音。目前，這一系統(tǒng)已經(jīng)達到用每秒7米的風速發(fā)電的水平。據(jù)說，在對其葉輪和系統(tǒng)進行改進后，它能夠使用每秒3米以下的風力進行發(fā)電。
工業(yè)技術院還委托民間企業(yè)研究開發(fā)“孤島風力發(fā)電系統(tǒng)”。目標是在1999—2003年間開發(fā)出有更高的耐強風性能、建設起來更簡便的設備。為此，有關企業(yè)將研究開發(fā)新的葉輪材料、輪殼形式、施工方法以及進行風車的設計、制作和運轉(zhuǎn)等方面的研究。
在離海岸1—3公里的淺海域，其風力要比陸地強1.5倍。按日本有8000公里長的海岸線可以設置風力發(fā)電設備計算，其發(fā)電總量可滿足其國內(nèi)需要的大約20%。因此，在淺海筑堤壩設置風力發(fā)電站，以發(fā)展風力發(fā)電事業(yè)是日本正在探討的方向之一。日本運輸省最近設立了一個由風力發(fā)電專家組成的委員會，開始研究這個問題。
在日本，由于環(huán)境保護方面的要求，風電作為一種清潔的能源，正在受到重視——政府放寬行政限制，為非電力企業(yè)積極進入電力工業(yè)領域打開了大門；國產(chǎn)技術水平的提高也為風力發(fā)電事業(yè)的發(fā)展提供了有利條件。因此，可以預見，日本的風力發(fā)電事業(yè)今后將會迅速發(fā)展并廣泛普及。 |
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