風電機組葉輪直徑增加,使機組的成本增加,葉輪的質量增加,慣性越大,機組啟動更加困難。葉輪直徑和重量的增加,機組所受的阻力也隨之增加,準確對風變得困難,變槳、偏航等耗電相應增加,齒輪箱等部件的能耗還會因機組容量的增加而增加,也會使機組的實際發電量降低;同時,由于增加了風電機組受到的交變應力,增加了機組部件的疲勞破壞。機組安全性降低,環境、風況的變化更容易對機組造成破壞和影響。
由于風電機組直徑的增加會影響湍流強度的橫向、縱向長度,風速作用在葉輪上的不平衡載荷會使實現最大值變得更加困難。因此,在某一時刻如果槳葉的一部分處于最佳攻角,那么其他部分就不會處于最佳攻角。從這一點來講,無論對于機組部件損壞、壽命,還是提高機組效率都是不利的。
因此,研究額定功率和風電機組掃掠面積之間的關系(風電機組的比功率),對批量生產是很有意義的。
對于相同額定容量的風電機組,葉輪直徑增加,在高風速段確實能增加發電功率與機組的發電量,但是,在其他部件質量不變的情況下,隨著葉輪直徑的增大,機組的交變載荷增加,故障幾率增加,利用率降低,又會使機組將來的維修、維護費用增加、發電量降低。這樣,可能使得葉輪直徑增加所帶來的好處,難以彌補由此而帶來的損失,因此,在增大葉輪直徑時,還應充分考慮未來的收益和潛在的風險,葉輪直徑并不是簡單地越大越好。
在開發大功率風電機組時,其容量也不是簡單地越大越好,在確定機組容量時,應對葉片的長度、數量、重量以及最佳風輪轉速、噪聲、視覺效果以及長期的維修、維護成本等進行綜合評估。機組容量應根據風電場的實際情況與當時技術水平穩步前進。在大容量風電機組投入批量生產以前,應經過多方論證和現場檢驗,推進風電機組的大容量。
3. 風電機組國產化應與風電的特點相結合
在風電機組國產化時,研發人員需對本企業所引進技術充分地理解,對國外技術的消化、吸收以利于新產品開發,機組部件,或參數沒有經過充分地驗證就大規模地用于現場。
例如:風電機組控制器開發,對軟件開發人員來說,不僅需要編程的能力,更需要有豐富的現場經驗以及對風電技術的充分認識和理解。不少風電機組控制器的編程人員缺乏現場經驗,沒有考慮現場判斷、處理故障所需的技術手段,這樣,在現場判斷和處理故障時極為不便。
按照風電機組的設計和運行理念,風電機組應是在無人監管下自主運行,因此,遠程通訊及其功能顯得尤為重要。某些國外品牌的風電機組,可以把風電機組控制器和變頻器的所有數據均通過風場通訊分別傳到后臺,通過數據上傳,在異地可通過遠程分析、診斷故障,甚至排除機組存在的部分故障,這給現場服務和管理帶來了極大的便利,如果風電設計人員的匱乏實踐經驗的,在開發之初考慮不周,以后要增加類似的功能變得極為困難。由于對引進技術沒能充分地消化、吸收,對機組安全缺乏足夠的認識,再加之急躁冒進等是導致在2010 年前后不少風電場倒機、燒機事故發生的重要原因,現在所暴露的一些問題也與當時對技術理解不足有很大關系。
風電是實踐性很強的行業,風電機組是在機組控制器設定程序下自主運行,由于安裝在露天,工況極不穩定,不同的地方的風況和環境可能差異很大,其技術改進與新機組研發應與風電場的實際狀況相結合。