美国风力发电市场的4大发展趋势

由于生产税收抵免、各种州级政策，以及风力发电技术成本降低和性能的提高，美国的风力发电装机容量在2017年继续保持强劲增长，为公用事业公司和其他电力购买者提供低价的风力发电。

 

目前的美国风力发电市场具有以下4大趋势：

 

在2014年至2016年建造的风力发电项目中，平均容量系数（这是衡量工厂运营与最大产量的接近程度）为42％，而2004年至2011年建设的项目平均容量系数为31.5％。与2004 -2011年相比增长了33％，与1998-2001年相比增长了79％（见下图）。

 

风力发电在设计工程和制造方面的改进导致出现了更高的轮毂和更大的转子，这些转子由涡轮叶片和轮毂组成。这些组件的尺寸增加将产生更高的发电容量。具有较大转子的风力涡轮机具有较高的容量系数，因为其叶片扫掠更大的面积，从而产生更大的能量捕获。使用更高的塔架增加了具有正向风切变场地的轮毂高度，风速随着场所的高度增加而加大，这有助于通过提供更高的风速来降低风能成本。

 

 

具有更长叶片的大型强力风力涡轮机最初被开发用于在风力较小的区域中，而在那些区域，其他传统的风力涡轮机由于不能从有限的风力资源产生大量电力，其成本效益越来越低。这些风力涡轮机具有较低的“比功率”，它是铭牌容量（瓦特，缩写为W）除以转子扫掠面积（叶片在旋转时扫过的面积）（平方米，缩写为m2）的量度。虽然具有低比功率的风力涡轮机最初设计用于较低风速的场地，但是它们越来越多地安装在美国各地，甚至在风速高的地方也是如此，因为它们已经被发现在各种风速条件下具有成本效益。

 

 

转子直径（绿色圆圈）的增长加大了扫掠面积（以m2计），因为涡轮机安装了更长的叶片。与此同时，平均铭牌容量（蓝色条块）也略有增加。

 

 随着时间推移，这些较大的转子促使美国风力涡轮机群的平均“比功率”下降，从1998-1999年安装的项目中的每平方米395瓦下降到2017年安装的项目中的每平方米231瓦。

 

 

风能项目的部分再供电是指老式风力涡轮机的主要部件被更先进的涡轮机技术取代，以增加发电量。这延长了项目寿命，并且重新供电的部分也可能有资格获得税收优惠。2017年，美国风力发电开发商通过改造1,317台风力涡轮机，增加了2,131兆瓦的容量。其升级措施包括增加转子直径（更长的叶片）和更换主要机舱组件。

 

 

 

美国2016年和2017年建造的大型风电项目中，近四分之一的项目使用了具有多个轮毂高度、转子直径和/或容量的风力涡轮机，所有这些设备都由同一原始设备制造商（OEM）提供。
 

 

虽然对于这种趋势有几种可能的解释，但是风力涡轮机供应商越来越愿意提供多种涡轮机产品，这可以实现最大的能量捕获。第二种可能的解释是，风力发电开发商为了获得更多的生产税收抵免，而在获得税收抵免的截止日期之前订购一些风力涡轮机，随后在几个月之后再订购剩余的涡轮机，这些涡轮机的特性可能略有不同，例如有一些涡轮机具有更大的转子。