我国海上风力发电的发展与前景
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２． ２ 平坦海面
陆地表面不平， 有高有低， 对风力、风向、风量 等有很大影响， 甚至引起紊流， 对风轮叶片破坏力 极大， 甚至导致振动、疲劳、断裂。海洋没有此类危 险， 海面平坦、风情稳定， 也不会引发功率变动。
２． ３ 高度与风速变化不大
海洋表面粗糙度较小， 相对于海面上空高度 的风速变化不大， 支撑风机的塔柱不必太高。造 价、安装维护费用可减小。
件， 要求为大规模发展风电做好前期工作， 即将建 设２０个１００ ＭＷ以上容量的大型风电场。在辽宁葫 芦岛将建国内最大风电场（５０ ＭＷ）、建设周期１年， 发电１１６ ＧＷ； 将在风能资源丰富的东部沿海距海 岸１０ ｋｍ之内的岛屿和海上建设大型风电场。国家 发改委要求自行研制完全具有自主知识产权的、 有自己品牌和有市场竞争能力的风电产品。我国 早已自行研制成功了转子采用交流励磁变速的恒 频大型风力发电机， 建立了专用试验台， 研制了配 套硬件、软件。已经研制成的风电设备， 采用永磁 式、直驱式， 不用齿轮箱， 可按风速调速， 上网频率 不变， 年产２００多台， 是国产容量最大的产品。
１． ２ 风速沿高度的变化
从地球表面到１０ ｋｍ的高空层内， 空气的流动 受到涡流、粘性和地面摩擦等因素的影响， 靠近地 面的风速较低， 离地面越高风速越大； 与地面的平 整 程 度（粗 糙 度）、大 气 的 稳 定 度 等 因 素 也 有 关 。 在 开阔、平坦、稳定度正常的地区其风速比约为１／７。
３． ４ 景观效应
必须注意沿岸景观效应， 旅游产业收入巨大。 丹麦８０×２ ＭＷ大型海上 风 电 场 征 求 住 民 意 见 ， 调 查后将风机排列按２０台为一弧形配置。
３． ５ 输电线缆
海洋风电设备通常距沿岸为１０ ｋｍ～３０ ｋｍ。由 于高压交流 输电（ＨＶＡＣ）常被反 对， 当输电距 离较 长（１００ ｋｍ以上）和容量较大（３００ ＭＷ以上）时， 宁可 选高压直流输电（ＨＶＤＣ）更合适。
摘要： 文中介绍了风力发电的基本概念和国内外发展概况。主要论述风电设备实现大 型化、海洋化的相关问题以及大型化 的好处 ， 大型化与海洋化的关系， 受到的制约和限 制， 结构型式选择 ， 设 计 考 虑 原 则 ， 安 装 条 件 、维 护 特 点 等 ， 对 今 后 的 科 研 课题及自主创新问题进行了讨论。 关键词： 风能资源； 风力发电； 海洋； 大型化； 风电场 Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｃｅｐｔ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｓｕｒｖｅｙ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ． Ｉｔ ｄｉｓｃｕｓｓ ｍｏｓｔｌｙ ｏｎ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｍａｃｒｏ ｓｃａｌｅ ａｎｄ ｏｃｅａｎｉｚａｔｉｏｎ ， ａｎｄ ｍａｃｒｏ ｓｃａｌｅ ｂｅｎｅｆｉｔ， ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｍａｃｒｏ ｓｃａｌｅ ａｎｄ ｏｃｅａｎｉｚａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｉｍｉｔ， ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍｏｄｅｌ ｃｈｏｉｃｅ， ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ， ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ， ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｆｅａｔｕｒｅ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ． Ｋｅｙｗｏｒ ｄｓ： ｗｉｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ； ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ； ｏｃｅａｎ； ｍａｃｒｏ ｓｃａｌｅ ； ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｆｉｅｌｄ
作为基础设计条件， 波浪和风力组合的最大 负荷以及疲劳强度的计算， 最大风力负荷和流水 负荷组合的最大负荷的计算， 是重要课题。当风车 行列中某一台发生故障而停机， 就会引起紊流效 应 ， 进而导致 最大负荷 、疲劳负荷 增 加 ， 风 机 性 能 降低， 并使基础受到影响。设计时应当注意， 或留 有安全余量。
第 ２４卷 第 ２ 期
６４
ＡＮＨＵＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ
２００７ 年 ６ 月
我国海上风力发电的发展与前景
Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｆｕｔｕｒ ｅ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒ ａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｕｒ ｃｏｕｎｔｒ ｙ ｏｎ ｏｃｅａｎ
倪安华
（ 安徽省电力科学研究院； 安徽 合肥 ２３００２２）
我国大规模开发风电产业的新潮流符合世界 发展趋势， 在即将到来的绿色工业革命中能走在 世界的前列。
１ 风力发电基本概念
１． １ 风速及风向
在风能利用中， 风速及风向是两个重要要素。 地球上某一地区的风向首先是与大气环流有关， 与 其 所 处 的 地 理 位 置（离 赤 道 或 南 北 极 远 近 ）、地 球 表面不同情况（海洋、陆地、山谷等）也有关。
表 ｌ 风轮直径与输出功率的关系
风轮直径／ ｍ ３０ ４０ ４５ ６０ ７５ ９２ １２０ １２２
输出功率／ ｋＷ ２５０ ５００ ６００ １ ０００ ２ ０００ ３ ５００ ５ ０００ ７ ３００
１．４．２ 降低生产成本 理论上和实践上都证明， 在装机总容量相同
前提条件下， 减少机组台数、增大单机容量可使电 站设备成本大幅度降低。对于１ ＧＷ的大电站， 采 用１台１ ＧＷ机 组 要 比１０台１００ ＭＷ机 组 单 机 成 本 降低１／３以上。风电设备也是如此。 １．４．３ 便于维护检修
海上风速大且稳定， 利用小时数可达到３ ０００ ｈ以上。同容量装机， 海上比陆上成本增加６０％， 电 量却增加５０％以上。海上发电是近年来国际风电产 业发展的新领域、新潮流， 是大方向。
我国国民经济的跃进式发展， 不可避免地遇 到了能源供不应求的局面。石油被誉为“黑金”， 水 力被称为“白煤”， 风力则被称为“蓝天白煤＂。风能 是一种可再生的清洁的能源， 取之不尽、用之不 竭。当今世界， 风力发电正以３０％的年增长率快速 发展。我国风能资源丰富， 可开发利用约２５０ ＧＷ， 然而至今为止， 风电比重还不到１％。由于风电投资 很大（８ ０００元／ｋＷ左右）， 发电成本较高， 发展很慢， “十五”原定目标没有实现。
２． ４ 环境影响
不像陆地， 海上周围没有居民， 不会发生噪 声、电磁 波、风轮挡光 和转动阴 影 等 环 境 影 响 ， 可 不必担心。甚至可以实施高速运行。
２． ５ 风电场大
海面宽阔， 不受场地限制， 有可能实现风电场 的大容量化。
２． ６ 相对造价低
由于海上风电要求专用船式吊车、直升飞机 和水下固定等以及长距离海底埋设电缆， 造价要 比陆地高出６０％， 但 发电量却增 加５０％以上， 比 较 平衡； 陆地设备平均利用率约为２ ０００ ｈ， 好的可达
东南沿海及其附近岛屿是风能资源丰富地区， 有效风能密度大于或等于２００ Ｗ／ｍ２的等值线 平行 于海岸线， 沿海岛屿有效风能密 度在３００ Ｗ／ｍ２以 上， 全年中风速大于或等于３ ｍ／ｓ的时数约为７ ０００ ｈ～ ８ ０００ ｈ， 大于或等于６ ｍ／ｓ的时数为４ ０００ ｈ。
１． ４ 风电机组大型化的好处
机组增大， 台数减少， 占地空间减小， 基础工 事、安装工事费用减少， 维护检修量小。
２ 海上风电机组
２． １ 功率
风力发电场地的选址， 海洋与陆地有很大区 别。与陆地比， 海上风速较高， 约高出２０％～１００％。 理论上讲， 风电功率与风速的３次方成正比， 海洋 风电功率要比陆地增大到１．７倍～１．８倍。
３． ２ 选址条件
①海上风力要求强劲而且稳定， 远海的浅水 域海流流速要低； ②大规模风电场的建设应保证 定期船舶及航空不受妨碍； ③海底埋设输电电缆 作业易于施工且经费应减少； ④动植物栖息不能 受影响。
３． ３ 基础设计
（ １） 海洋风电机组应是大型的， 其功率通常在２ ＭＷ～５ ＭＷ或更大， 而２ ＭＷ以下则适用于陆地。
１．４．１ 增加输出功率
对于特定的风电场地， 风速的平均值也变化
不大。为了增加功率， 只能增大旋转截面， 并按式
（ １） 考虑。
Ｐ＝０．３×Ｄ２
（１）
式中： Ｄ— ——转轮直径， ｍ
由此可见， 输出功率与转轮直径的平方成正
比。只要增大转轮， 输出功率将急速增加。当今世
界风轮机直径与输出功率的对应关系如表１所示。
Fra Baidu bibliotek
最近国家发改委提出了新的风电发展目标， 到 ２０２０年全国将达到２０ ＧＷ的风电装机容量。要实现 这个目标， 以及考虑到今后的发展， 还得着手海上 风电和近海风电场的研究和开发。据中国气象科学 研究院估算， 中国陆地上离地１０ ｍ高度的可开发利 用风能储量为２５０ ＧＷ， 而海上储量约为７５０ ＧＷ。
在海边， 白 天 陆 地 上 空 气 温 度 高 、气 压 低 ， 空 气上升 ， 海面上温度 低、气压高 ， 空 气 从 海 面 吹 向
第 ２４卷 第 ２ 期
２００７ 年 ６ 月
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陆地； 夜晚海水降温慢， 陆地降温快， 形成海面空 气温度高、气压低， 空气上升， 陆地上温度低、气压 高， 空气从陆地吹向海面， 此为海陆风。
２００６年１月１日《可 再 生 能 源 法》正 式 生 效 ， 将 为“ 十 一 五 ”规 划 的 实 现 提 供 保 障 。 可 再 生 能 源 是 世 界能源发展 方 向 ， ２１世 纪 将 是 一 切 可 再 生 能 源 大发展的春天。到２０２０年， 我国风电装机将达２０ ＧＷ， 国产化率将达８５％。风电的５Ｏ％将向海滩进 军， 造价应低于５ ０００元／ｋＷ。国家发改委已下达文
（ ２） 风电工程造价包括： 风力发电机组（ 占７８％） 、 电气 装 置（ 占１２％） 、土 建 工 程（ 占 ６％） 、电 力 消 费 （ 占２％） 、工程管理（ 占２％） 。其中风轮机和发电机 所占比重最大， 应采用新技术新材料来降低造 价， 例如采用高强度玻璃纤维加上环氧树脂来 取代铝合金制造叶片， 取消齿轮增速箱等。美国 开 发 的 新 型 叶 片 可 使 捕 捉 风 的 能 力 提 高２０％； 采 用 变 频 调 速 后 使 风 能 利 用 率 提 高１５％。
风能的大小与风速的立方成正比， 显而易见， 在高空捕获的风能远比地面为大。但是在海面上 由于粗糙度低， 大气稳定， 风速较高。
１． ３ 风能密度
垂直穿过单位截面的流动的空气所具有的动 能叫风能密度。在实际的风能利用中， 风力机械只 是在一定的风速范围内运转， 对于一定风速范围 内的风能密度视为有效风能密度。
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２ ６００ ｈ， 而海上为３ ０００ ｈ。因为海上风速较大而且 稳定。
２． ７ 实现大型化
海上风电的上述好处， 促使人们将大型风电 转向海洋。当今世界风电机组的大型化发展很快， 风电产业也以大型为主， 产品的平均功率各国竞 争攀升。大型 化的含义 有３种： 尺 寸 大 、单 机 容 量 大、装机容量大。
３． ６ 风电机组
３ 海洋风电的开发
我国即将掀起大型风电建设新高潮， 并将其 ５０％ 以 上 推 向 海 滩 。 ２１ 世 纪 也 是 世 界 风 电 产 业 由 陆地转向海洋的新世纪。
３． １ 事前调查
国家发改委要求做好前期准备工作就包括 事前调查。与海洋风电开发有关的事前调查内 容 如 下 ： ①风 况 条 件 ， 风 情 特 性 、风 况 模 拟 ； ②设 置 条 件 ， 海 象 条 件 、地 质 等 ， 海 底 地 形 ， 波 浪 、流 况 等 ； ③选 址 条 件 ， 不 能 影 响 水 域 利 用 、渔 业 、船 舶 航 行 ； ④ 环 境 条 件 ， 海 洋 生 物 、鸟 类 、景 观 、电 波 、海 底 地 质 、考 古 学 上 的 物 品 等 。 调 查 结 果 应 与陆地进行比较： 对景观的影响， 产生的噪声、 电 磁 波 、微 波 以 及 与 鸟 类 的 冲 突 等 都 应 减 小 。
２． ８ 单机容量大
世界上尺寸 最 大（转 轮 直 径１２２ ｍ）， 也 是 单 机 容 量 最 大（７．３ ＭＷ）的 风 电 机 组ＧＥＣ ＭＯＤ一５Ａ（美 国）， 设在太平洋上夏威夷群岛北岸， 风速为５．５ ｋｍ／ ｈ。 ２． ９ 装机容量大
世界上装机容量最大的 风电场 （７ ０００多台×２ ＭＷ） 是美国加里弗尼亚州旧金山东部的阿尔塔蒙 特山口风电场， 占地２０７．２（ ｋｍ） ２， 年产１ ＴＷ·ｈ电量。
陆地表面不平， 有高有低， 对风力、风向、风量 等有很大影响， 甚至引起紊流， 对风轮叶片破坏力 极大， 甚至导致振动、疲劳、断裂。海洋没有此类危 险， 海面平坦、风情稳定， 也不会引发功率变动。
２． ３ 高度与风速变化不大
海洋表面粗糙度较小， 相对于海面上空高度 的风速变化不大， 支撑风机的塔柱不必太高。造 价、安装维护费用可减小。
件， 要求为大规模发展风电做好前期工作， 即将建 设２０个１００ ＭＷ以上容量的大型风电场。在辽宁葫 芦岛将建国内最大风电场（５０ ＭＷ）、建设周期１年， 发电１１６ ＧＷ； 将在风能资源丰富的东部沿海距海 岸１０ ｋｍ之内的岛屿和海上建设大型风电场。国家 发改委要求自行研制完全具有自主知识产权的、 有自己品牌和有市场竞争能力的风电产品。我国 早已自行研制成功了转子采用交流励磁变速的恒 频大型风力发电机， 建立了专用试验台， 研制了配 套硬件、软件。已经研制成的风电设备， 采用永磁 式、直驱式， 不用齿轮箱， 可按风速调速， 上网频率 不变， 年产２００多台， 是国产容量最大的产品。
１． ２ 风速沿高度的变化
从地球表面到１０ ｋｍ的高空层内， 空气的流动 受到涡流、粘性和地面摩擦等因素的影响， 靠近地 面的风速较低， 离地面越高风速越大； 与地面的平 整 程 度（粗 糙 度）、大 气 的 稳 定 度 等 因 素 也 有 关 。 在 开阔、平坦、稳定度正常的地区其风速比约为１／７。
３． ４ 景观效应
必须注意沿岸景观效应， 旅游产业收入巨大。 丹麦８０×２ ＭＷ大型海上 风 电 场 征 求 住 民 意 见 ， 调 查后将风机排列按２０台为一弧形配置。
３． ５ 输电线缆
海洋风电设备通常距沿岸为１０ ｋｍ～３０ ｋｍ。由 于高压交流 输电（ＨＶＡＣ）常被反 对， 当输电距 离较 长（１００ ｋｍ以上）和容量较大（３００ ＭＷ以上）时， 宁可 选高压直流输电（ＨＶＤＣ）更合适。
摘要： 文中介绍了风力发电的基本概念和国内外发展概况。主要论述风电设备实现大 型化、海洋化的相关问题以及大型化 的好处 ， 大型化与海洋化的关系， 受到的制约和限 制， 结构型式选择 ， 设 计 考 虑 原 则 ， 安 装 条 件 、维 护 特 点 等 ， 对 今 后 的 科 研 课题及自主创新问题进行了讨论。 关键词： 风能资源； 风力发电； 海洋； 大型化； 风电场 Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｃｅｐｔ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｓｕｒｖｅｙ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ． Ｉｔ ｄｉｓｃｕｓｓ ｍｏｓｔｌｙ ｏｎ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｍａｃｒｏ ｓｃａｌｅ ａｎｄ ｏｃｅａｎｉｚａｔｉｏｎ ， ａｎｄ ｍａｃｒｏ ｓｃａｌｅ ｂｅｎｅｆｉｔ， ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｍａｃｒｏ ｓｃａｌｅ ａｎｄ ｏｃｅａｎｉｚａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｉｍｉｔ， ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍｏｄｅｌ ｃｈｏｉｃｅ， ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ， ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ， ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｆｅａｔｕｒｅ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ． Ｋｅｙｗｏｒ ｄｓ： ｗｉｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ； ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ； ｏｃｅａｎ； ｍａｃｒｏ ｓｃａｌｅ ； ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｆｉｅｌｄ
作为基础设计条件， 波浪和风力组合的最大 负荷以及疲劳强度的计算， 最大风力负荷和流水 负荷组合的最大负荷的计算， 是重要课题。当风车 行列中某一台发生故障而停机， 就会引起紊流效 应 ， 进而导致 最大负荷 、疲劳负荷 增 加 ， 风 机 性 能 降低， 并使基础受到影响。设计时应当注意， 或留 有安全余量。
第 ２４卷 第 ２ 期
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我国海上风力发电的发展与前景
Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｆｕｔｕｒ ｅ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒ ａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｕｒ ｃｏｕｎｔｒ ｙ ｏｎ ｏｃｅａｎ
倪安华
（ 安徽省电力科学研究院； 安徽 合肥 ２３００２２）
我国大规模开发风电产业的新潮流符合世界 发展趋势， 在即将到来的绿色工业革命中能走在 世界的前列。
１ 风力发电基本概念
１． １ 风速及风向
在风能利用中， 风速及风向是两个重要要素。 地球上某一地区的风向首先是与大气环流有关， 与 其 所 处 的 地 理 位 置（离 赤 道 或 南 北 极 远 近 ）、地 球 表面不同情况（海洋、陆地、山谷等）也有关。
表 ｌ 风轮直径与输出功率的关系
风轮直径／ ｍ ３０ ４０ ４５ ６０ ７５ ９２ １２０ １２２
输出功率／ ｋＷ ２５０ ５００ ６００ １ ０００ ２ ０００ ３ ５００ ５ ０００ ７ ３００
１．４．２ 降低生产成本 理论上和实践上都证明， 在装机总容量相同
前提条件下， 减少机组台数、增大单机容量可使电 站设备成本大幅度降低。对于１ ＧＷ的大电站， 采 用１台１ ＧＷ机 组 要 比１０台１００ ＭＷ机 组 单 机 成 本 降低１／３以上。风电设备也是如此。 １．４．３ 便于维护检修
海上风速大且稳定， 利用小时数可达到３ ０００ ｈ以上。同容量装机， 海上比陆上成本增加６０％， 电 量却增加５０％以上。海上发电是近年来国际风电产 业发展的新领域、新潮流， 是大方向。
我国国民经济的跃进式发展， 不可避免地遇 到了能源供不应求的局面。石油被誉为“黑金”， 水 力被称为“白煤”， 风力则被称为“蓝天白煤＂。风能 是一种可再生的清洁的能源， 取之不尽、用之不 竭。当今世界， 风力发电正以３０％的年增长率快速 发展。我国风能资源丰富， 可开发利用约２５０ ＧＷ， 然而至今为止， 风电比重还不到１％。由于风电投资 很大（８ ０００元／ｋＷ左右）， 发电成本较高， 发展很慢， “十五”原定目标没有实现。
２． ４ 环境影响
不像陆地， 海上周围没有居民， 不会发生噪 声、电磁 波、风轮挡光 和转动阴 影 等 环 境 影 响 ， 可 不必担心。甚至可以实施高速运行。
２． ５ 风电场大
海面宽阔， 不受场地限制， 有可能实现风电场 的大容量化。
２． ６ 相对造价低
由于海上风电要求专用船式吊车、直升飞机 和水下固定等以及长距离海底埋设电缆， 造价要 比陆地高出６０％， 但 发电量却增 加５０％以上， 比 较 平衡； 陆地设备平均利用率约为２ ０００ ｈ， 好的可达
东南沿海及其附近岛屿是风能资源丰富地区， 有效风能密度大于或等于２００ Ｗ／ｍ２的等值线 平行 于海岸线， 沿海岛屿有效风能密 度在３００ Ｗ／ｍ２以 上， 全年中风速大于或等于３ ｍ／ｓ的时数约为７ ０００ ｈ～ ８ ０００ ｈ， 大于或等于６ ｍ／ｓ的时数为４ ０００ ｈ。
１． ４ 风电机组大型化的好处
机组增大， 台数减少， 占地空间减小， 基础工 事、安装工事费用减少， 维护检修量小。
２ 海上风电机组
２． １ 功率
风力发电场地的选址， 海洋与陆地有很大区 别。与陆地比， 海上风速较高， 约高出２０％～１００％。 理论上讲， 风电功率与风速的３次方成正比， 海洋 风电功率要比陆地增大到１．７倍～１．８倍。
３． ２ 选址条件
①海上风力要求强劲而且稳定， 远海的浅水 域海流流速要低； ②大规模风电场的建设应保证 定期船舶及航空不受妨碍； ③海底埋设输电电缆 作业易于施工且经费应减少； ④动植物栖息不能 受影响。
３． ３ 基础设计
（ １） 海洋风电机组应是大型的， 其功率通常在２ ＭＷ～５ ＭＷ或更大， 而２ ＭＷ以下则适用于陆地。
１．４．１ 增加输出功率
对于特定的风电场地， 风速的平均值也变化
不大。为了增加功率， 只能增大旋转截面， 并按式
（ １） 考虑。
Ｐ＝０．３×Ｄ２
（１）
式中： Ｄ— ——转轮直径， ｍ
由此可见， 输出功率与转轮直径的平方成正
比。只要增大转轮， 输出功率将急速增加。当今世
界风轮机直径与输出功率的对应关系如表１所示。
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最近国家发改委提出了新的风电发展目标， 到 ２０２０年全国将达到２０ ＧＷ的风电装机容量。要实现 这个目标， 以及考虑到今后的发展， 还得着手海上 风电和近海风电场的研究和开发。据中国气象科学 研究院估算， 中国陆地上离地１０ ｍ高度的可开发利 用风能储量为２５０ ＧＷ， 而海上储量约为７５０ ＧＷ。
在海边， 白 天 陆 地 上 空 气 温 度 高 、气 压 低 ， 空 气上升 ， 海面上温度 低、气压高 ， 空 气 从 海 面 吹 向
第 ２４卷 第 ２ 期
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陆地； 夜晚海水降温慢， 陆地降温快， 形成海面空 气温度高、气压低， 空气上升， 陆地上温度低、气压 高， 空气从陆地吹向海面， 此为海陆风。
２００６年１月１日《可 再 生 能 源 法》正 式 生 效 ， 将 为“ 十 一 五 ”规 划 的 实 现 提 供 保 障 。 可 再 生 能 源 是 世 界能源发展 方 向 ， ２１世 纪 将 是 一 切 可 再 生 能 源 大发展的春天。到２０２０年， 我国风电装机将达２０ ＧＷ， 国产化率将达８５％。风电的５Ｏ％将向海滩进 军， 造价应低于５ ０００元／ｋＷ。国家发改委已下达文
（ ２） 风电工程造价包括： 风力发电机组（ 占７８％） 、 电气 装 置（ 占１２％） 、土 建 工 程（ 占 ６％） 、电 力 消 费 （ 占２％） 、工程管理（ 占２％） 。其中风轮机和发电机 所占比重最大， 应采用新技术新材料来降低造 价， 例如采用高强度玻璃纤维加上环氧树脂来 取代铝合金制造叶片， 取消齿轮增速箱等。美国 开 发 的 新 型 叶 片 可 使 捕 捉 风 的 能 力 提 高２０％； 采 用 变 频 调 速 后 使 风 能 利 用 率 提 高１５％。
风能的大小与风速的立方成正比， 显而易见， 在高空捕获的风能远比地面为大。但是在海面上 由于粗糙度低， 大气稳定， 风速较高。
１． ３ 风能密度
垂直穿过单位截面的流动的空气所具有的动 能叫风能密度。在实际的风能利用中， 风力机械只 是在一定的风速范围内运转， 对于一定风速范围 内的风能密度视为有效风能密度。
第 ２４卷 第 ２ 期
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２ ６００ ｈ， 而海上为３ ０００ ｈ。因为海上风速较大而且 稳定。
２． ７ 实现大型化
海上风电的上述好处， 促使人们将大型风电 转向海洋。当今世界风电机组的大型化发展很快， 风电产业也以大型为主， 产品的平均功率各国竞 争攀升。大型 化的含义 有３种： 尺 寸 大 、单 机 容 量 大、装机容量大。
３． ６ 风电机组
３ 海洋风电的开发
我国即将掀起大型风电建设新高潮， 并将其 ５０％ 以 上 推 向 海 滩 。 ２１ 世 纪 也 是 世 界 风 电 产 业 由 陆地转向海洋的新世纪。
３． １ 事前调查
国家发改委要求做好前期准备工作就包括 事前调查。与海洋风电开发有关的事前调查内 容 如 下 ： ①风 况 条 件 ， 风 情 特 性 、风 况 模 拟 ； ②设 置 条 件 ， 海 象 条 件 、地 质 等 ， 海 底 地 形 ， 波 浪 、流 况 等 ； ③选 址 条 件 ， 不 能 影 响 水 域 利 用 、渔 业 、船 舶 航 行 ； ④ 环 境 条 件 ， 海 洋 生 物 、鸟 类 、景 观 、电 波 、海 底 地 质 、考 古 学 上 的 物 品 等 。 调 查 结 果 应 与陆地进行比较： 对景观的影响， 产生的噪声、 电 磁 波 、微 波 以 及 与 鸟 类 的 冲 突 等 都 应 减 小 。
２． ８ 单机容量大
世界上尺寸 最 大（转 轮 直 径１２２ ｍ）， 也 是 单 机 容 量 最 大（７．３ ＭＷ）的 风 电 机 组ＧＥＣ ＭＯＤ一５Ａ（美 国）， 设在太平洋上夏威夷群岛北岸， 风速为５．５ ｋｍ／ ｈ。 ２． ９ 装机容量大
世界上装机容量最大的 风电场 （７ ０００多台×２ ＭＷ） 是美国加里弗尼亚州旧金山东部的阿尔塔蒙 特山口风电场， 占地２０７．２（ ｋｍ） ２， 年产１ ＴＷ·ｈ电量。