飘浮式活动扇叶风轮塔风力满发电每千瓦造价低于五千元

海上风电建设在海深60米的海域一般采用飘浮式海上风电工程技术。目前这项工程技术的最低价格是风机满发每千瓦造价20000元人民币。以这样的造价建设飘浮式海上风电想取得经济效益是很困难的。要想取得稳定的收益造价应低于10000元。但如果采用飘浮式活动扇叶风轮塔工程方案，可使满发每千瓦的造价大幅度减少至5000元左右。这一惊人的减少幅度是因活动扇叶风轮塔的综合优势特点决定的。活动扇叶风轮塔不仅具备发电效率高，稳定性好，抗风能力强，本身造价低的特点；还具有适配多个均匀分布且总排水量较小的浮筒，及采用圆形锚压石浮力抻链固定位技术的特点。与现有技术比可以大幅度节省海上飘浮式风电的总投资。

现有飘浮式海上风电技术造价的主要部分一般包括:1风轮，塔架，电力设备的造价约占总价的13%，满发每千瓦发电能力投资约3000元。2浮筒造价约占总价的20%，每千瓦约4000元。3运输安装成本约占总价的25%，每千瓦约5000元。4锚链系泊制造安装约占总价的20%，每千瓦约4000元。5海底电缆约占总价的10%，每千瓦约2000元。

造成海上飘浮式风电现有技术造价高昂的主要原因是因为采用了水平軸风力发电机。这种风机塔架重且独柱稳定性差，很重的发电机、增速机、偏航系统电器系统都置于塔顶。为了充分克服这种头重脚轻的状况以抵御海上风暴，就必须将飘浮式基础的排水量做得很大。它的发电能力每千瓦需要的材料要400公斤以上，这就导致了材料费、加工费、运输费高昂。水平軸风力发电机的扇叶、发电机巨大沉重，将它们吊装到塔顶需要专门的特大吨位吊装运输船也导致经费进一步大幅增加。水平軸风力发电机风扇占用空间很大，不可能利用独立塔架架设输电电缆，只能铺设昂贵的海底电缆。各风机之间的距离远导致高昂价格的海底电缆的用量大也大幅增加了总造价。

如果飘浮式风电采用活动扇叶风轮塔作为水上发电部分，海上风电的总造价就会大幅度减少。原因如下:1活动扇叶风轮塔满发电每千瓦所需的材料重量大幅度减轻，导致风轮塔材料费加工费能够大幅降低。在海上建设这种风轮塔的风轮一般选用直径10至15米比较适宜，太小的风轮外圈易磨损寿命太短，太大的抗强风能力差。当风轮直径选用11.3米其重量为1吨时，风轮的面积约100平米，风轮每平米的平均重量是10公斤。风轮塔的中心活动軸，风轮横轴，横轴连杆的重量均摊到每平米风轮上约为5公斤。活动扇叶风轮塔的风能转换率是50%，满发电1千瓦需要的风轮面积是2平米。这样满发电每千瓦风轮重量＋负重是30公斤。按照1:1计算每千瓦需要的塔架材料重量也是30公斤。风轮塔底座每千瓦匀摊重量约40公斤。每千瓦发电的风轮、塔架、底座的材料相加后的重量等于100公斤，且都是以钢材为主，它们的材料费应不超过500元。由于风轮、塔架、底座的制造加工安装都属于一般难度，按照工料对半原则，其费用也不应超过500元。发电机减速机及电器控制按每千瓦25公斤估算，造价按500元配算。最后得出活动扇叶风轮塔每千瓦发电重量是125公斤，造价约是1500元。

2活动扇叶风轮塔浮筒的排水量大幅减少可导致投资进一步减少。浮筒制造安装的造价可比照一般驳船的造价，大概排水量每吨用钢200公斤，造价1500元。每千瓦的风轮塔重量是125公斤，为了保持风轮塔在水中的稳定，需要的排水量应该是其3倍。也就是375公斤，需要钢材75公斤，材料及加工安装费约562.5元。

3采用圆形锚压石浮筒浮力抻链固定技术可以使锚链系泊施工简单，可减少投资。圆形锚是钢板围成圈型并在圈内用钢板再分成格的特制锚，锚的四个突出位置与四个浮筒底部用钢链垂直连接。当它沉入海底后可嵌入海底泥沙中，再从风轮塔底座投石孔沉入大量石料压在圆形锚上即可将圆形锚牢固地固定在海底。此后适当均匀减轻四个浮筒内的压重，即可借用浮力使四个浮筒上升拉紧钢链，使整个风轮塔浮在水面的位置固定，这种借用海底圆形锚压实与浮筒浮力紧链结合固定水面风轮塔位置的做法，即使在大风浪时也能保持风轮塔在水中不位移不旋转。这种施工无需水下操作，简便省钱。圆形锚及钢链的用钢重量需要计算，因为以前没有人做过，为了确保牢固这里先估算大些。如按每千瓦发电风轮塔重量＋浮筒重量的10%估算约20公斤，其材料制造施工费约200元。每千瓦发电配压石料500公斤，其采购运输费约300元。

4海上运输都是小体量散件没有巨大整件，无需大型专用船，可省运输费用。每千瓦发电海运量是720公斤，一般我国沿海大陆架水深60米的位置距离海岸大约60公里。如果海运每吨公里按普通海运30元计费，估算约1296元。

5海底电缆费用。如果按海上风电场规模500兆瓦离按距离60公里估算，大约需要海底电缆100公里，每公里造价约500万元，总价5亿，均摊每千瓦发电1000元。

综上所述，飘浮式活动扇叶风轮塔在60米深度海水满发每千瓦发电的总造价是:1500+562.5+200+3 00+1296+1000+=4858.5元。海上每千瓦发电能力全年发电量大概相当全年满发发电量的三分之一左右，大约是2920000度，其价值大约100万元。如果不计算贷款利息和运维成本支出，大概5年内就可收回海上风电的全部投资。

最后值得一提的是飘浮式活动扇叶风轮塔因其本身的圆柱形和圆形锚压石浮筒浮力抻链的锚链技术，可使每个飘浮式活动扇叶风轮塔十分稳固地固定在海面上，各塔的直径不超过40米，各塔间距可以相距200米不影响风力发电。如将各风轮塔从深海按200米间距排列至海岸，并将输电电缆架在各塔塔顶，这样可以省掉大量的昂贵的海底电缆造价。希望这一设想能够得到专业部门的研究论证。

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活动扇叶风轮塔可以用来提水为农田灌溉。

低风速发电是活动扇叶风轮塔的突出特点。