高温超导电机应用于风电机组是否可行？

aser

最近超导电机也是个时髦话题，包括美国超导开发的10MW整机据说用的是这个技术
关于超导电机的发展及应用，大家有如何看法呢？


背景资料

高温超导风力发电技术背景介绍
（一）国内风力发电技术的应用和发展情况
近5年来，世界风能市场每年都以40%的速度增长，预计到2020年全球的风力发电装机将达到12.31亿千瓦。风力发电已经成为最具有商业化发展前景的成熟技术和新兴产业，有可能成为世界未来最重要的替代能源。
据中国风能协会公布的数据，到2006年底，全国风电装机容量已达到2600兆瓦，列世界第六位。“十一五”期间，全国风电装机总容量将达到2万兆瓦，风电设备市场规模将达到1300多亿元人民币。到2020年，我国风电装机容量将达到3万兆瓦，并冲击5万兆瓦。国家发改委2007年9月4日发布《可再生能源中长期发展规划》称，预计实现2020年可再生能源中长期规划任务，总投资约2万亿元。
大力发展风力发电是解决我国能源和环保问题的一项重要战略，而设备成本过高则是这一战略实施当中的一个瓶颈。在这种情况下，提高自主研发能力，尽快实现风电设备的国产化、掌握核心技术、降低单位发电成本才是解决问题的最根本途径。
（二）国际风力发电技术最新动态
随着现代风力发电技术发展的日趋成熟，风力发电机组正不断向大型化发展。2002年前后，国际风力发电市场上主流机型已经达到1.5兆瓦以上。目前国际上主流的风力发电机组已达到2-3兆瓦，欧洲已批量安装3.6兆瓦风力发电机组，美国已研制成功7兆瓦风力发电机组，而英国也在研制巨型风力发电机组，兆瓦级风机已经成为商业化机组的主流。
目前，研发具有更高功率密度的发电机，能够更好的适应直接驱动式风力发电系统的应用需求，也是风力发电机组向大型化发展所必须要解决的技术难题，采用高温超导材料制造的超导电机则完全可以解决这一难题。
（三）高温超导风力发电技术
高温超导及其应用技术从1986年发展至今，已经是一项比较成熟的技术了。高温超导电机就是用高温超导磁体来代替铜线圈作为电机的励磁绕组，有效磁场很高，可以使电机的功率密度大大提高、体积和重量大大降低，大容量电机的尺寸和重量可分别减少到常规电机的1/5和1/3。另外，超导电机还有同步阻抗低、噪声低、谐波含量少、维护简单、励磁绕组不易产生热疲劳等优点，这些都是传统电机所无法实现的。国内外已经顺利完成了多台高温超导电机样机的研制，目前已经完成测试的世界上最大容量的高温超导电机是美国超导公司主持开发的，功率36.7兆瓦，转速120rpm，其电机本体重量小于70吨（同规格的常规电动机重量为180～250吨）。
目前，国际上也已经启动了高温超导直驱式风力发电技术的研究工作，并且高温超导直驱式风力发电技术被公认为未来10兆瓦以上超大容量风力发电机组的唯一可行技术途径。国际上的最新进展如下：
1、Converteam公司直驱式高温超导风力发电机项目
2007年3月12日，Converteam公司和Zenergy公司宣布合作为全球风力发电和小型水力发电市场开发、制造、销售高温超导发电机。Converteam正在开展一项为期4年的由英国商业工业部资助的8MW（额定转速为12rpm）直驱式高温超导风力发电机的设计工作。
2、美国超导公司与西屋公司直驱式高温超导风力发电机项目
2007年10月1号，美国超导公司与西屋公司共同宣布，双方合作开发高温超导及相关技术，用于大功率直接驱动式海上风力发电场。该项目由美国国家科技学会资助，目标是开发采用高温超导线材作为励磁绕组的10兆瓦直接驱动式海上风力发电机。美国超导公司与西屋公司预计未来开发的10 兆瓦直驱式发电机的总重量约为120吨，只有同规格常规发电机重量的三分之一。
（四）清华大学与北京英纳超导技术有限公司合作研究计划
清华大学与北京英纳超导技术有限公司一直致力于推动超导技术在能源领域的应用。2007年曾与712所合作完成100千瓦高温超导电动机的研制工作并通过国家验收，说明我们已具有制造大功率超导电机的条件和能力。
目前，清华大学与英纳公司继续开展大容量直接驱动式高温超导风力发电系统的研制工作，计划主要内容包括：
1、        低转速大容量高温超导发电机系统总体设计；
2、        超导发电机超导励磁绕组优化设计，高性能、高可靠性超导励磁绕组制造技术；
3、        超导发电机转子杜瓦、力矩管设计与制造，冷却方式的确定及冷却回路优化设计；
4、        完成低转速大容量高温超导发电机系统设计软件的开发、生产工艺流程的建设，逐步实现批量生产的能力，并开展10MW等级高温超导风力发电系统的研究；
5、        外转子结构高温超导风力发电机的相关技术研究。
清华大学在超导材料和超导应用领域的研究一直处于世界先进水平，英纳公司则是世界为数不多可以生产高温超导带材的企业之一。我们期待能将超导技术应用到能源领域，为中国的绿色能源与可持续发展做出应有的贡献。

标准答案

个人观点，超导电机商业应用于风力发电尚需时日。

流星的梦想

这个”高温“能达到多少度？-240度？

elastic123

做一个摆造型是可以，商业化还远

sunjingbo

在未来新型风力发电机组的发展上面，我们稍微回顾一下火电机组容量的发展就可以看出，近30年来单机容量已经大大增加，从以前的60MW到现在百万千瓦等级。我觉得风电单机容量也会不断增长，正如现在大家看到的国内各厂商正在发展3MW和5MW甚至更高功率级别。
如果单机功率再上一个台阶的话，目前的技术路线都难以满足要求，需要有新技术、新材料的发展支持。牛津还是剑桥来着做的新型永磁材料和超导技术我觉得是目前可以预见的上述新技术、新材料的有益探索。
具体会怎样发展恐怕还得看几年再说。

zhangyanhong59

美好的远景！！！

梦回唐朝

技术从出现到真正商业化中间有很多环节

alan2009

当然可以了  目前就有这种趋势了

xidian203

希望尽快做出样机吧。

funnycaro

高温超导风电已经不远了，科技部已经列入十二五规划了！

张老五

何为高温超导？这个高温是什么概念？
至少到目前为止，超导材料还只能在不计成本的场合应用

drive2008

10MW风力发电机，就算高温超导电机设计出来了，叶片和塔筒等问题如何解决，也不是一朝一夕的事情啊，再加上电控系统，估计至少得是5年以后的事情了！

amsctonyli

哈哈，非常可行，大家看看我的帖子吧

5525

冷却系庞大吧？恐怕很难按到塔顶，水平轴能用吗？

wangchunxi2009

高温超导电机应用于风电机是一家美国公司提的,但在美国并没有案例,只是美国有一种36兆瓦高温超导电机,用于军工,准备将此技术移到中国风电,说白了,拿中国做试验,国人好搞噱头.但技术是否成熟可靠,成本是否真低,运营成本怎样,谁都不知道

palehawk

说不清楚啊，以后看看情况了

gogj

可行，揍是太贵嘞，不过有希望先应用在海上风电

kt133a

呵呵，超导在汽发，水发上都没达到实用化要求，还想爬到维护条件更差的风机上？

sio2cable

可靠性和经济性都要考虑的吧？ 这个在民用发电场合很重要

yjhou

都在做样机，期待以后能批量实现。技术的本身在于不断的更新，如果没有人去尝试，那就是原地踏步