亚洲最大风力发电机在我国下线，90％国产率，转一圈能发多少电？

近日，我国首台13兆瓦抗台风型海上风电机组，在福建三峡海上风电产业园顺利下线。这是亚洲地区单机发电功率、叶轮直径最大的风力发电机组，更为重要的是，该机组所有部件的国产化率达到90％以上。

风力电机国产化势不可当

在能源需求旺盛的今天，全世界每年都会消耗大量的化石能源，然而地球化石能源毕竟有限，另外这些传统能源使用过程中还会带来较大的污染，那么发展新能源也成为了必然的趋势。风电作为一类清洁能源，如今世界各国也在大力发展。

我国风力发电起步相对较晚，在发展风电初期，可以说是没有任何基础，所有涉及到的设备几乎都要从国外进口。当时风电设备技术主要被欧美国家掌握，包括丹麦维斯塔斯(Vestas)公司、美国通用电气（GE）以及德国的西门子（Siemens）。

我国属于能源消耗大国，发展风电也是必然的趋势，截至2021年，我国风电占全国电源总装机比例约13%、发电量占全社会用电量比例约7.5%，风电占比快速提升，设备需求也在不断增大。最初发展风电时，风电设备仅被几个少数供应商掌握，导致风机价格居高不下，严重影响风电效益，阻碍风电的推广。其中风力发电机中最关键的部件包括轴承、叶片、变频器、发电机以及电气控制系统。

为了推动风电设备国产化，我国最初在发展风电领域时给予大量补贴，促进厂商加大研发投入。正因如此，近些年从风力发电机齿轮，到高精密的轴承，再到高强度、高韧性的叶片，国内企业都在一个个进行突破。

亚洲最大风力发电机

此次下线的亚洲最大风力发电机由中国东方电气集团有限公司自主研制，并且拥有完全自主知识产权。那么造这么大的发电机有什么意义呢？

风力发电机的叶片是影响风机发电效率的一个关键部件，叶轮越大，风机转动时的扫风面积越大。我国自主研发的这台风机叶轮直径达到了211米，功率为12兆瓦，要知道一架中型客机的翼展也就30米左右，普通的大型客机翼展才能勉强达到60米。轮毂中心离地面的高度达到130米，叶轮的扫风面积达到了3.5万平方米。根据测算，该风电机在平均风速为10m/s的情况下，叶轮每转动一圈就可以发22.8度电。一台风机发电机每年可以发近5000万度电。

因此发展大风机，在一定程度上能够有效提升发电效率，对于风电节约成本具有重大意义。

风力发电机为何转这么慢？

如果你看过风机发电，肯定会有这样的疑问，为何风机叶轮的转速这么慢？为何不运行快一点呢？实际上叶轮的转速也是经过缜密计算得出来的。

首先风力发电的叶片巨大，虽然角速度看起来比较小，但到叶片尖端处的速度可达几十米每秒。要知道巨大的叶片使用的是高强度低密度的材料，虽说密度相对较低，但也能达到十几吨一片。如此大的质量在转动过程中会产生巨大的离心力，如果转速过大，对设备的伤害也比较大，一座风机的设计寿命是几十年，要保持风机的长久正常运行，自然负荷不能过高。

不仅如此，如果风力太大，为了防止风力发电机转动过快，风机还会启动应急措施，停止转动，保护风机。

另一方面就是叶轮转速过大，也会产生较大的风阻，降低发电效率。因为风机叶轮在转动过程中会产生一个类似于屏障的作用，阻碍水通过，转速越大，阻碍作用越强，当转速到达某一值时，风能的利用率开始降低，因此并非转速越大，效率越高。

风力发电机发电的功率不仅和转速有关，还与扭矩有关，风力发电机的功率=扭矩×转速×K，k为一个常数，当风机设计的转速较小时，可以通过增加扭矩（例如增大叶片长度增加转动的力量），同样可以增加输出功率。

最后

新能源的利用是当今世界发展趋势，我国风电利用技术虽然发展的晚，但追赶的快，与世界先进的的技术水平差距越来越小。除此之外，我国的锂电、光伏等新能源领域都实现了赶超众多发达国家，技术水平进入世界前列，这其中离不开众多科研工作者以及工程技术人员的努力。