風(fēng)電機(jī)組需要偏航制動器以保持風(fēng)輪能夠正面對風(fēng)。如果風(fēng)機(jī)沒有直接正面對風(fēng),它就不能夠充分的生產(chǎn)能力。當(dāng)風(fēng)向發(fā)生變化時,風(fēng)機(jī)就會控制其偏航電機(jī)運行將機(jī)艙重新對準(zhǔn)風(fēng)向。
Siemens風(fēng)能和可再生能源部門技術(shù)工程部偏航組負(fù)責(zé)人Andreas Gotfredsen說:“理論上,可以通過一個大的偏航電機(jī)驅(qū)動機(jī)組進(jìn)行偏航,但這在功能上來看會有問題。雖然采用較多的電機(jī)會提高成本,但幾個電機(jī)的工作效果會優(yōu)于一個電機(jī)。”
據(jù)Gotfredsen說,Siemens的所有機(jī)組都配備有針對風(fēng)機(jī)包絡(luò)載荷的最佳偏航能力。風(fēng)機(jī)所面臨的條件越嚴(yán)酷,就越需要更強(qiáng)的偏航能力。同樣,在風(fēng)輪直徑相當(dāng)?shù)臈l件下,偏航齒圈半徑越小,就越需要更大的扭矩和更高的齒箱減速比。
例如,Siemens的D3平臺(直驅(qū)3MW平臺)最新機(jī)組使用12個1.5kW偏航電機(jī),而其大型海上D7平臺(直驅(qū)7MW平臺)的機(jī)組則使用16個偏航電機(jī)。從機(jī)組容量的角度來看,D7平臺機(jī)組的偏航電機(jī)數(shù)量較少,這是由于其偏航齒圈直徑增大導(dǎo)致所需偏航電機(jī)容量較小。
盡管在陸上和海上風(fēng)資源環(huán)境之間存在差異,但風(fēng)機(jī)的電機(jī)和驅(qū)動未必存在差異。
Gotfredsen說:“海上風(fēng)機(jī)是完全密封不受外界影響的,所以Siemens的D3和D7平臺之間沒有區(qū)別,它們有完全相同的偏航電機(jī)的設(shè)計。這為我們提供了一個更大的供應(yīng)商的選擇范圍,和更大的機(jī)組全生命周期的備件靈活性。”
一個有利于海上風(fēng)電發(fā)展的,偏航電機(jī)和驅(qū)動的新興發(fā)展方向是:簡化,簡化,再簡化。
Gotfredsen說:“我們力求簡化我們的機(jī)組,盡可能減少移動部件,增加可靠性。”他也在Siemens的競爭對手那里看到了同樣的發(fā)展趨勢,并認(rèn)為這一趨勢將繼續(xù)下去。
偏航系統(tǒng)也被簡化。例如,Siemens的直驅(qū)風(fēng)機(jī)采用了摩擦滑動軸承,而不是滾動軸承。
Siemens的偏航齒圈的齒輪布置與競爭對手不同。一些齒輪的齒在偏航軸承內(nèi)部加工,而另外一些則在偏航軸承外部加工。就概念來說并沒有多大的變化,但布局卻是由于不同原因而衍生出的一種設(shè)計選擇。
Gotfredsen預(yù)測,讓Siemens比競爭對手越來越受歡迎的原因,可能會是采用偏航電機(jī)變頻器。這將有助于業(yè)主公司降低他們的成本。