高达365米,德国建成世界最高风力发电机主体!与我国相比如何?
9月29日,新华社等媒体报道的一则风电领域消息引发全球行业关注——德国智康集团(GICON)在东部勃兰登堡州旧煤矿区卢萨蒂亚,完成一台总高度365米的风力发电机主体施工,这一如同122层楼高度的风力发电机主体刷新全球风机高度纪录,其仅比德国地标柏林电视塔矮3米,接下来上面将安装发电机组,预计2026年11月正式并网发电。

很多人看到365米这个震撼数字,第一反应会以为这是一台功率巨大的超级风机,但高度不等于单机功率,这台创下高度纪录的样机,和当下主流大功率风机之间存在明显差异。再把它和我国风电技术放在一起对比,也能看清全球风电两条截然不同的技术探索路线。

2023年10月14日在德国勃兰登堡州拍摄的风电设施
项目全貌:一台主打“高度红利”的试验性样机
这台风机坐落于曾经的褐煤矿区希普考,这片区域是德国能源转型的重点改造地带,过去依靠煤炭支撑工业发展,如今逐步关停煤电,利用废弃矿区发展可再生能源,属于德国联邦跳跃创新局扶持的前沿示范工程。

很多普通风机依靠不断放大叶轮直径提升发电量,而这个项目选择另一条路径,核心创新点集中在塔筒结构。
它没有采用传统整体浇筑或者钢制分段塔筒,而是使用液压伸缩式格构桁架塔,先搭建外部钢架,再通过液压装置把内部塔体向上顶起、锁定固定,规避市面上没有足够巨型起重机吊装数百米塔筒的工程难题,整套塔体由两万多件零部件组装而成,总钢材重量超过2000吨。
没有找到这台风电机主体上面安装的机组的功率有多大,有个不敢确定的数据称是3.5MW,这就有点太小了?这么巨大的风电机主体,就安装这么小的发电机组,实际上很划不来!
不过从报道中给出的“发电量大约是同等转子直径传统机组的两倍”和“可供应多达7500户家庭用电”这两个条件来看,它的额定装机功率大概有8~9兆瓦,这个数值其实也不大,放在今天的风电市场并不突出,因为我国26MW的风电机组都已经开始工作了。该机组由东方电气集团研制,2024 年 10 月在福建福清下线,是全球单机容量最大的海上风电机组。

资料显示,东方电气这台26兆瓦级海上风电机组的叶轮直径达310米,扫风面积超过10个足球场,满负荷下转一圈能发62度电,年发电量约1亿度,可满足约5.5万户家庭全年用电。从各项数据上来看,都要比德国这台世界最高风电机主体的机组发电性能更强。

德国开发这套技术也有现实国情,德国本土适合风电的优质陆上风资源区域逐步饱和,低海拔地表风速偏弱,通过把风机抬升到数百米高空,就可以在现有土地上挖掘更多风能,同时旧矿区改造也可以减少对全新土地的占用,契合德国退出核电、淘汰煤电,提升可再生能源占比的整体目标,2025年德国可再生能源发电量占总发电量接近59%,风电贡献了其中一半份额。
高度与功率的辩证:高≠大,两种风电发展逻辑
很多大众容易陷入认知误区,风机越高,功率就一定越大,可风电行业里,“轮毂高度”和“单机额定功率”是两套独立指标,追求高塔,和做大单机功率,是两种不同的技术方向。

传统风机提升发电量有两条路径,第一条就是增加轮毂高度,向高空找更好的风。近地面受山林、建筑、地形摩擦,风速衰减明显,海拔每向上抬升一段距离,平均风速会随之上涨,风能和风速的三次方成正比,风速小幅提升,发电量会得到显著增长,这就是德国不惜成本冲刺300米轮毂高度的底层逻辑。
不过超高塔筒会带来不可回避的代价,塔体钢材用量暴增,抗风、抗摇晃的结构设计难度成倍上涨,运输、建设维护成本水涨船高,还要面对航空限高、景观环境评估等现实约束,这台365米样机,更多是用来验证工程可行性,不是拿来批量铺开的量产机型。
第二条路线,则是放大单机功率,扩大叶轮扫风面积,这也是全球风电商业化应用的主流思路。简单来说,就是把风机叶片做得更长,叶轮旋转扫过的面积越大,捕获的风能就越多。

海上没有复杂地形遮挡,天然具备强风条件,行业就优先在海上推进超大功率机组;陆上则兼顾塔筒加高和叶轮放大,双管齐下提升发电能力。

这台德国样机,恰恰走的是第一条路线,牺牲单机功率,用超高高度换取发电增益;而我国风电产业,则是两条路线并行,在商业化大功率机组赛道走在世界前列,同时也在持续推进陆上高塔技术迭代,但并没有盲目去冲击300米以上的极端轮毂高度。
消息来源:新华社9月29日报道《世界最高风力发电机主体建成 高达365米》
https://mbd.baidu.com/newspage/data/landingsuper?nid=news_9591261497786029938
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