隨著海上風(fēng)電的蓬勃發(fā)展，機(jī)組逐漸朝單機(jī)容量大型化趨勢發(fā)展，永磁直驅(qū)技術(shù)或?qū)⒈辉絹碓蕉嗟膹S家所采用，比如西門子歌美颯目前主推的SG 8.0-167 DD和未來主打的10MW機(jī)組，GE開發(fā)的世界最大海上風(fēng)電機(jī)組Hailiade X 12MW都是采用該技術(shù)……

本次在廣東陽江召開的全球海上風(fēng)電大會上，各大整機(jī)商也介紹了自家未來海上風(fēng)電機(jī)組的技術(shù)趨勢，其中明陽采用半直驅(qū)，遠(yuǎn)景是傳統(tǒng)高速齒輪，金風(fēng)一如既往的堅持直驅(qū)技術(shù)、上海電氣選擇直驅(qū)，海裝是中速永磁+半直驅(qū)，湘電一直以來也是永磁直驅(qū)的擁躉。而長期以來，永磁直驅(qū)機(jī)組依賴的最原始資源正是中國擁有著全球儲量三分之一以上的地下寶藏——稀土。

隨著中美貿(mào)易的不斷升溫導(dǎo)致中國可能限制稀土出口以及計算機(jī)、電動汽車等行業(yè)對稀土需求的不斷增強(qiáng)，稀土在市場上也變得越來越“緊俏和稀缺”。對于同樣需要稀土資源的大型永磁直驅(qū)海上風(fēng)電機(jī)組，歐洲同行們變得越來越敏感和焦慮。正如華為早有備胎戰(zhàn)略，歐洲人也正在悄悄地解鎖可以不受制于他國的新技能！


美國有80%的稀土進(jìn)口自中國

于是，近日新一代采用富鐵陶瓷（鐵氧化體磁鐵）而非稀土材料的永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)樣機(jī)即將在英國海上可再生能源孵化中心進(jìn)行試驗(yàn)，將來可用于單機(jī)容量25MW的海上風(fēng)電機(jī)組。同時，也將意味著未來歐洲的永磁直驅(qū)機(jī)組或?qū)[脫由中國所壟斷的稀土資源的依賴。

由英國GreenSpur公司開發(fā)的新型海上風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)將采用氧化鐵材料替代稀土來制造永磁體，所采用的氧化鐵來自于煉鋼過程中的廢料，這將十分有利于環(huán)境保護(hù)，解決稀土開采所帶來的環(huán)境問題。同時，該技術(shù)的應(yīng)用可將原來40歐元/kg的永磁體價格直接降低至1歐元/kg?？墒剐滦椭彬?qū)永磁發(fā)電機(jī)成本降低1/3，從而導(dǎo)致5%的風(fēng)機(jī)整機(jī)價格下降，如能實(shí)現(xiàn)將給整個行業(yè)成本帶來革命性的變化。

模塊化、可疊加設(shè)計也是該新型發(fā)電機(jī)的亮點(diǎn)。模塊化設(shè)計將意味著發(fā)電機(jī)可分段制造，如12MW海上風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)可通過并聯(lián)三個4MW模塊實(shí)現(xiàn)。據(jù)GreenSpur稱，現(xiàn)已模擬了三級單元（高達(dá)17MW，每級5.7MW）的模塊化風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)。若將級數(shù)提高到四級，則單機(jī)容量將可到到22.7MW。目前GreenSpur尚未提出這一設(shè)計理念下的最大單機(jī)容量（并聯(lián)疊加數(shù)量上限），但其對制造25MW單機(jī)容量的海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)十分有信心。

這一創(chuàng)新的模塊化設(shè)計將有助于減少風(fēng)機(jī)停機(jī)時間、降低運(yùn)行成本和運(yùn)維成本。由于每一級發(fā)電機(jī)子模塊均被設(shè)計為可獨(dú)立運(yùn)行，即便某一級發(fā)電機(jī)故障停機(jī)，其余的2-3個發(fā)電機(jī)仍可繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)行。

GreenSpur已在2017年測試了一臺75kW的試驗(yàn)風(fēng)機(jī)，并獲得當(dāng)?shù)卣?25萬英鎊的資金支持來開發(fā)、設(shè)計及試驗(yàn)4級250kW（總計1MW）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。該項(xiàng)技術(shù)預(yù)計在2022年可實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。