2024年，中國(guó)海上風(fēng)電機(jī)型大型化發(fā)展有所加速，下線的機(jī)型數(shù)量與2023年基本一致。2024年，有6家整機(jī)企業(yè)下線了8款海上風(fēng)電機(jī)型，其中7款的單機(jī)容量在16MW以上。這表明中國(guó)整機(jī)企業(yè)對(duì)海上風(fēng)電市場(chǎng)的產(chǎn)品規(guī)劃已達(dá)成一致。越來(lái)越多的中高風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目，出于對(duì)度電成本的考量，將采用16MW級(jí)海上風(fēng)電機(jī)組。
圖1 2019—2024年中國(guó)宣布下線的海上風(fēng)電機(jī)型數(shù)量
固定式基礎(chǔ)機(jī)型的最大單機(jī)容量達(dá)26MW
在2024年中國(guó)下線的海上風(fēng)電機(jī)組中，有4款的單機(jī)容量不低于20MW。機(jī)型的最大單機(jī)容量達(dá)到了26MW，引起全球關(guān)注。
1月，遠(yuǎn)景能源16-18MW“碳中和”海上大兆瓦風(fēng)電機(jī)組下線，是當(dāng)時(shí)全國(guó)首臺(tái)“碳中和”海上大兆瓦機(jī)組。該機(jī)組基于ModelZ平臺(tái)，在發(fā)電性能、核心部件上進(jìn)行全面優(yōu)化升級(jí)，采用先進(jìn)運(yùn)損控制、葉片振動(dòng)控制等新技術(shù)，平臺(tái)能力可升級(jí)至20MW+。
6月，東方電氣18MW機(jī)型在廣東汕頭風(fēng)電臨海試驗(yàn)基地并網(wǎng)，刷新了已并網(wǎng)機(jī)組單機(jī)容量最大的世界紀(jì)錄。該機(jī)組風(fēng)輪直徑達(dá)260m，單臺(tái)機(jī)組每年可輸出7200萬(wàn)千瓦時(shí)清潔電能。
2024年，我國(guó)下線的最大單機(jī)容量海上風(fēng)電機(jī)型為東方電氣26MW機(jī)組。該機(jī)型于10月份北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)前下線，是當(dāng)時(shí)全球單機(jī)容量最大、風(fēng)輪直徑最大的海上全國(guó)產(chǎn)化風(fēng)電機(jī)組。該機(jī)型的供應(yīng)鏈完全自主可控，整臺(tái)機(jī)組由3萬(wàn)余個(gè)零部件組成，發(fā)電機(jī)、葉片、軸承、電控系統(tǒng)等關(guān)鍵部套技術(shù)均達(dá)到了世界領(lǐng)先水平，是中國(guó)風(fēng)電裝備全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)快速進(jìn)步的最新成果。
金風(fēng)科技22MW海上風(fēng)電機(jī)型，則在12月舉行的“2024汕頭國(guó)際風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新大會(huì)”期間，于汕頭國(guó)際風(fēng)電創(chuàng)新港下線。該機(jī)型風(fēng)輪直徑達(dá)到300m，相比上一代機(jī)型，風(fēng)能捕獲能力提升27%，同等裝機(jī)規(guī)模項(xiàng)目可減少用海面積超20%。
明陽(yáng)智能雙機(jī)頭漂浮式風(fēng)電機(jī)組
漂浮式機(jī)型明顯增多
2024年，中國(guó)共下線2款漂浮式風(fēng)電機(jī)組，實(shí)現(xiàn)1個(gè)漂浮式風(fēng)電平臺(tái)的投運(yùn)，是我國(guó)歷年漂浮式風(fēng)電產(chǎn)品取得成果最多的一年。
圖2 2019—2024年中國(guó)宣布下線或直接安裝、投產(chǎn)的固定式與漂浮式機(jī)型數(shù)量對(duì)比
6月，位于福建莆田南日島國(guó)家級(jí)海洋牧場(chǎng)示范區(qū)的“國(guó)能共享號(hào)”漂浮式平臺(tái)，成功并網(wǎng)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)“海上發(fā)電、海下養(yǎng)魚”，標(biāo)志著全球首例“海上發(fā)電、海下養(yǎng)魚”的融合發(fā)展新模式科研項(xiàng)目成功投產(chǎn)。該平臺(tái)采用了電氣風(fēng)電生產(chǎn)的一臺(tái)4MW風(fēng)電機(jī)組。
10月10日，中國(guó)中車“啟航號(hào)”20MW漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組下線。作為目前全球最大的漂浮式風(fēng)電機(jī)組，“啟航號(hào)”實(shí)現(xiàn)了功率等級(jí)16~20MW的全覆蓋，風(fēng)輪直徑達(dá)到260m+。
12月，當(dāng)時(shí)全球單體容量最大的漂浮式風(fēng)電平臺(tái)“明陽(yáng)天成號(hào)”正式投運(yùn)。“明陽(yáng)天成號(hào)”總?cè)萘窟_(dá)到16.6MW，是當(dāng)時(shí)已投運(yùn)的全球最大漂浮式風(fēng)電平臺(tái)。有別于傳統(tǒng)機(jī)組結(jié)構(gòu)，“明陽(yáng)天成號(hào)”的兩臺(tái)風(fēng)電機(jī)組塔架呈V字形安裝、兩個(gè)風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，這樣的設(shè)計(jì)使得風(fēng)輪中間區(qū)域的風(fēng)速提升，空氣動(dòng)能轉(zhuǎn)化的電能也隨之增加，比同等掃風(fēng)面積的單個(gè)大風(fēng)輪風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量提升4.29%。
大型化仍在持續(xù)
除了最大單機(jī)容量外，2024年中國(guó)下線的海上風(fēng)電機(jī)組的平均單機(jī)容量同樣有所增長(zhǎng)。從2023年的14.75MW，增加到17.57MW。海上風(fēng)電機(jī)組的平均風(fēng)輪直徑則從2023年的234m，增長(zhǎng)至2024年的271.5m。值得注意的是，明陽(yáng)智能雙機(jī)頭機(jī)型每個(gè)風(fēng)輪的直徑雖然僅為180m，但等效風(fēng)輪直徑為254.6m。
圖3 2019—2024年中國(guó)宣布下線的海上風(fēng)電機(jī)型的單機(jī)容量發(fā)展趨勢(shì)
同時(shí)，中國(guó)定位于中低風(fēng)速的海上風(fēng)電機(jī)組，單機(jī)容量與風(fēng)輪直徑也在持續(xù)增大。尤其是一些中低風(fēng)速機(jī)型的風(fēng)輪直徑，尤其是一些中低風(fēng)速機(jī)型(較小的單機(jī)容量)的風(fēng)輪直徑，由于采用了與中高風(fēng)速機(jī)組(較大的單機(jī)容量)相同的葉片，實(shí)現(xiàn)了在單位千瓦掃風(fēng)面積上的突出優(yōu)勢(shì)。
圖4 2019—2024年中國(guó)宣布下線的海上風(fēng)電機(jī)型的風(fēng)輪直徑發(fā)展趨勢(shì)
例如，在7月，電氣風(fēng)電同時(shí)下線了兩款海上機(jī)型，分別為全球首臺(tái)18-20MW級(jí)風(fēng)儲(chǔ)荷網(wǎng)機(jī)組EW18~20-260，以及定位于中低風(fēng)速海域的EW14.0-270。后者在14MW機(jī)型上，搭載了270m風(fēng)輪直徑，單位千瓦掃風(fēng)面積在14MW級(jí)海上風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)品中，具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
中速永磁(半直驅(qū)、混合式)機(jī)型“一統(tǒng)天下”
圖5 2019—2024年中國(guó)宣布下線的海上風(fēng)電機(jī)型技術(shù)路線發(fā)展趨勢(shì)
在2024年下線的全部海上風(fēng)電機(jī)型中，技術(shù)路線越發(fā)單一，全部為中速永磁(半直驅(qū)、混合式)機(jī)型。這表明，經(jīng)過2~3年的市場(chǎng)驗(yàn)證，中速永磁(半直驅(qū)、混合式)技術(shù)路線已被絕大多數(shù)廠商接受，成為權(quán)衡海上風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)品低成本、高可靠性與高效率“不可能三角”的最佳選擇。
