近几年来,全球风电业快速发展,技术渐趋成熟。单机容量达5MW的陆地风电机组与半直驱式风电机组已投入使用,而直驱式风电机组已得到广泛应用。当前国际主流风机已达到2.5-3MW,采用的是变桨变速主流技术。欧洲已开始批量安装3.6MW风力发电机组,美国已研发出7MW风力发电机组,英国正致力于研发大型风力发电机组。同时,欧洲大规模海上风电及相关电网布局也在逐步展开,在如风况分析工具、机组设计工具和工程咨询服务等知识型产品方面,拥有显著的国际竞争优势。纵览全球风电业现状,未来技术发展趋势包括:研发更领先的风况分析系统; 制造大容量、高可靠性、低成本的风力发电机组,以及轻型、高可靠性的海上风力发电机组; 风力发电方式将以陆地风力发电为主,同时积极探索海洋风力发电。
风电业的真正发展始于1973年的石油危机,欧美等发达国家为寻找化石燃料替代品,投入大量资金开发现代风力发电机组,并在80年代建立示范风电场,作为电网新电源。近几年,风电发展超出预期。2010年,全球风电累计装机容量达196630MW,同比增加24%,但增速有所放缓。就全球新增装机容量来看,自1999年起,每年新增装机容量激增,1999年全球风电新增装机容量为4033MW,增幅达84%,2008年和2009年风电新增装机容量分别达27261MW和38312MW,增幅分别为38%和41%。然而,2010年世界风电新增装机容量为37642MW,同比下降2%。
2010年,全球风电业实现销售收入550亿美元,同比减少21.4%,销售收入减少主要源于风力涡轮机价格下滑以及市场转向中国。按2010年全球风电总装机容量排名,前几位依次为:中国、美国、德国、西班牙和印度。目前,全球已有13个国家风能发电能力超过1000MW,法国和加拿大于2006年打破这一纪录。
从全球风电市场区域发展看,欧洲在风电产业发展中的地位已逐渐让位于亚洲和北美洲。欧洲风电总装机容量占比从2007年的59.6%下降到2009年的46.2%,再降至2010年的43.7%; 北美地区则从2007年的19.4%升至2010年的22.5%,亚洲地区从16.5%升至2010年的31.1%。2004年,欧洲占世界风电新增装机容量的70.7%,现已失去主导地位。2010年,欧洲占全球风电新增装机容量的27.0%,北美占16.7%,亚洲占54.6%,非洲占0.4%,亚洲已占据全球风电新增装机容量一半以上份额。然而,不容否认,欧洲仍是风电产业发展最成熟的区域。
2010年,北美洲风电总装机容量为44188MW,增幅由2009年的39%降至16%,原因在于美国新增容量大幅下滑,2010年美国新增装机容量仅为5600MW,同比下滑43.4%。亚洲风电总装机容量为61182MW,同比增长50.6%。欧洲风电总装机容量为85983MW,同比增长13.1%,其中德国与西班牙仍位居前列。大洋洲区域2010年风电装机容量已达2386MW,同比增长0.5%,较2006年增长142%,此增长主要源于澳洲政府的可再生能源政策。然而,拉丁美洲和非洲风电市场发展迟缓,2010年拉丁美洲风电装机容量为1982.9MW,非洲则为906MW,远低于其他地区。
国际领先的风电企业包括丹麦的维斯塔斯、西班牙的歌美飒、美国的通用电气以及德国的Enercon等,中国的风电企业则在生产规模上具有显著优势,且技术水平亦在不断提升。2010年中国的华锐风电、金风科技、东方汽轮机公司以及联合电力公司 跻身全球风电设备制造商前十。
未来风电产业的发展趋势包括海上风电、大型化风车以及风力发电设备制造技术的不断升级。目前,世界各国纷纷建设大容量海上风力发电场,欧洲引领着海上风电的发展潮流。德国、英国、荷兰、比利时及丹麦等北欧沿海五国,凭借良好的海上风能资源,正在全力推动海上风力发电的发展,其中丹麦计划于2030年实现海上风力发电总装机容量达到400万千瓦。预测2015年英国的海上风力发电装机容量将达到260万千瓦。目前,瑞典正在建设的7.2万千瓦的海上风力发电场将成为全球最大的海上风力发电基地。
在发达国家中,风力发电机组已逐渐迈向大型化,现已进入兆瓦级别,以达成盈利性运行。目前,采用兆瓦级别的新型风力发电装置已成为明显势头。预计未来数年,更高功率的风力发电设备将问世,那时风轮直径将达到70米以上,甚至美国已成功生产出风轮直径高达97.5米的风车。同时,高风速地区如海上,风车额定功率有望达到2MW。
风力发电设备制造技术正持续改进,制造商将运用更先进的设计手法打造风电设备。兆瓦级风车的零部件重量将有所减轻,带有可变转速风轮的风力发电设备、多极可变速发电机及智能控制系统、采用永磁多极电机的无齿轮传动结构等,无疑将成为未来风电技术的主要发展方向。