公用事业和住宅风力涡轮机成本解释

作为伦敦人经验丰富风暴尤妮斯在2022年2月，科罗拉多人发现了马歇尔火2021年12月，风能是强大的。时速超过120英里的阵风可以带来严重的打击。如果人类能恰当地引导风能成为一种无碳能源，那岂不是太棒了?

与许多清洁能源倡导者一样，世界各国领导人也认识到风力涡轮机在生产可再生能源方面的巨大潜力。例如，美国总统乔·拜登(Joe Biden)正在加快步伐海上风力租赁全国各地。

市场分析Mordor Intelligence对2022-2027年的预测预测，风力涡轮机行业将经历复合年增长率(CAGR)超过10%，这被认为是相当好的。

因此，人类利用风能作为一种家用可再生能源当然是完全合理的。但代价是什么?

在过去几十年里，风能在公用事业规模和住宅水平上都变得更受欢迎。随着风力涡轮机的普及，风力涡轮机的成本降低了，政府也加大了鼓励风力发电的力度。

这是伟大的新闻!

在这篇文章中，你会发现多少风力涡轮机成本今天。你还会发现一个分析，在能源节约方面的成本和效益，从风力涡轮机。

风力涡轮机成本概述

公用风力涡轮机每个都要花费数百万美元。例如，一个风力涡轮机铭牌(额定)能力1兆瓦的能量1.3 - 2.2美元百万。

另一方面，一台100千瓦以下的家用风力涡轮机的成本约为3000 - 8000美元每千瓦的容量。

这些价签是如何分类的?

下面的图表显示了风力涡轮机的成本和效益之间的关系，以及能源的均衡成本(LCOE)——作为风能经济评估的底线或衡量标准——被确定。

风力涡轮机组件

考虑到风力涡轮机的规模，真的吨建造风力涡轮机的主要部件所需要的材料包括钢、玻璃纤维、铁、铜、铝和塑料。

在下面的表格和图表中，这个成本被简单地记为涡轮．

风力涡轮机操作及维修(运维)

此外，在安装过程中，将涡轮机固定在一个能够承受强风和海浪的位置本身就是一个昂贵的项目。安装是系统成本的平衡-以及电气基础设施和组装-在下面的表格和图表中说明。

风力涡轮机的运行和维护费用

日常运营和定期维护(O&M)费用是其他巨大的财务支出，并被记为运营管理在下面。

风力涡轮机财务成本

最后，风力涡轮机的成本必须包括保险和建设融资，统称为金融成本如下图。

下面的表格和图表列出估算成本国家可再生能源实验室(NREL)使用2019年的数据确定了不同的风力涡轮机系统。价格可能随着时间的推移而波动，特别是在钢铁市场波动较大的情况下。

这些数值是基于今天使用的典型风力涡轮机。另一方面，较新的风力涡轮机技术，如碳纤维，更昂贵。一种工程设计，消除了对某些涡轮部件的需求，如涡轮发动机过渡段-倾向于降低成本。

成本分类	2.6兆瓦 在岸	6.1MW海上固定底	6.1 mw海上浮动	20千瓦住宅分布	100千瓦的商业 分布式
涡轮	991	1301年	1301年	2575年	2530年
平衡系统	336	2131年	3237年	3100年	1770年
金融	120	645	790	- - - - - -	- - - - - -
运营管理	43	124	130	35	35

其他建模研究NREL提出了一系列数学方程，可以帮助投资者或行业专业人士进行生命周期评估或成本效益分析，以计算风力涡轮机的成本。

风力涡轮机的成本:主要部件的分解

所有大小的风力涡轮机都包含这些三个主要部分．一台公用风力涡轮机的成本可能高达100万美元或更多，这取决于其能源容量。其中大约75-80%可能是用于风力涡轮机本身。

根据WindEurope在美国，风力涡轮机的塔架是涡轮机中最昂贵的部分。占总费用的26.6%。

风力涡轮机的旋翼叶片是涡轮机中第二昂贵的部分，占总成本的22%。国家可再生能源实验室(NREL)报告估计公用事业规模的刀片价格在15万美元以上。

第三，变速箱估计要占13%涡轮机总成本的一部分。

风力涡轮机负责产生电能的两个内部部件——功率变换器和将直流电流转换为交流电流的变压器——也很昂贵，分别占风力涡轮机总价格的5%和3.6%。

风力涡轮机成本:制造和安装

A 2015年国家可再生能源实验室报告提供了常用风力发电机材料的百分比细分。(注意:值只是范围。它们将根据涡轮制造商和涡轮模型的不同而不同。)

材料	百分比(%)
钢	66 - 78
玻璃纤维/塑料	16
铁	5—17
铜	1
铝	0 - 2

风机塔材

今天主要有三种类型风力发电机塔：

1. 钢管
2. 晶格钢
3. 混凝土

在大多数情况下，塔的部分是在场外建造的，然后运到风力项目现场组装，通常高达200-300英尺，类似于自由女神像在纽约!

塔是风力涡轮机组装的第一部分，可能需要几天才能完成。

风力涡轮机机舱材料

位于塔顶的是机舱，这是一个玻璃纤维钢结构的外壳，容纳涡轮机的所有内部部件。

完成后，机舱可能会称重300吨跨度50英尺或更多。

机舱内有变速箱、发电机和负责能量转换的相关设备。首先在机舱里，风的动能被转化为机械能，用于转动叶片。然后机械能转化为电能。

风力发电机转子叶片材料

今天，主要材料在风力发电机叶片都是玻璃或碳纤维包裹在塑料里。

其他轻质材料，包括轻木或铝，可以使用，通常放置在空心芯。

随着时间的推移，风力涡轮机的叶片变得越来越长。今，一长170英尺或更长是典型的实用规模的风力涡轮机叶片，而住宅风力涡轮机叶片可能只有25-50英尺长。

长度增加的一个主要原因是它们更大的能量容量，如下图所示。

目前，在水平轴上旋转的三叶片风力机是最常见的风力机。像鸡蛋搅拌器一样在垂直轴上运行的风力涡轮机还没有被广泛使用。

为了让你更好地了解制造和安装风力涡轮机从头到尾所涉及的内容，这里有一个延时视频，展示了其复杂性:

风力涡轮机成本:运行和维护(O&M)

像任何有活动部件的东西一样，风力涡轮机需要定期维护才能正常运行。润滑和定期换油——就像汽车一样——只是开始。

这是非常昂贵的，特别是考虑到很难获得运行中的风力涡轮机的部件。这样做不仅危险，而且从逻辑上讲，如果有备件的话，把它们运到偏远的地方也是一件棘手的事情。

想想150英尺。比如，刀锋被直升机送到遥远的海洋地点。然后你需要一个自升式驳船或起重机船，以执行叶片更换。

更不用说一个非常勇敢的人类技术人员了!

一个2021篇文章在《应用科学报告指出，风力涡轮机的运行和维护(O&M)成本约占当前风力系统电力均衡总成本(LCOE)的20-30%。

好消息是，近年来这两家公司的LCOE和运维都有所下降陆上和海上风力项目在28%到52%之间。然而，过程兼而有之预防性和纠正性维护远远不是流线型的。更多的研究，比如备件计划在这些成本进一步下降之前，这是必需的。

考虑到陆上风力涡轮机的使用寿命为20年，而海上风力涡轮机的使用寿命为25年，完善无缝的运维将极大地促进风力涡轮机行业的发展，从而增加对投资者的吸引力。

风力涡轮机行业:增长和趋势

由于全球对清洁能源的需求不断增长，风力涡轮机行业预计将在本世纪20年代进行广泛的扩张。

风力涡轮机行业领导者

目前,亚太地区是世界上最大和增长最快的风力涡轮机市场。

然而，新冠肺炎疫情对风力涡轮机行业产生了负面影响。事实上，在过去两年里，世界范围内的风能安装数量比行业专家预测的要少30%。

根据全球风能理事会(GWEC)， 2020年海上风电行业装机容量仅为6.1 GW，略低于前一年的624 GW。

到2020年，中国连续第三年在新增海上风电装机容量方面占据世界领先地位，总装机容量超过300万千瓦。

事实上，中国目前正在建设最大的海上风力发电场，名为“沙帕”。到目前为止，它的容量超过700吉瓦——这只是这个大型项目5个阶段的前两个阶段。

风力涡轮机行业发展

海上风力涡轮机制造和安装的新发展注定会使这部分的风力涡轮机行业在未来几年看到显著的增长。例如，先进、更轻的材料使更高的涡轮机可以安全地建造和安装。

更高的涡轮机需要更长的叶片，这样可以带动更多的风旋转。在这些高海拔地区，风的湍流较少，因此能更有效地产生能源。

另外,改善叶片翼型提高每次旋转捕获风能的效必威竞猜率。

风力涡轮机安装:预测

目前风电行业的状况非常好，全球最大的风电行业集团GWEC有意安装380千瓦到2030年的海上风能，以及2000千瓦到2050年。

这可是很大的风能啊!

到2022年，950兆瓦的风阵将在北海的马里湾东部全面启动。据估计，33亿美元的投资使它变得生动起来。

美国内政部、能源部和商务部在2021年3月宣布，承诺到2030年安装3000万千瓦的海上风能。这种电力足以满足1000多万户家庭每年的能源需求。

2021年美国能源部风能报告:最新趋势和统计数据

2021年，美国能源部(DOE)发布三个风报告．所有这些都建立在这样一个事实的基础上:风力涡轮机技术的进步正在以更低的成本带来更大的输出功率。

以下是这些报告的一些主要结论:

• 自2019年以来，新安装风力涡轮机的平均铭牌容量增长了8%，达到2.75兆瓦。
• 2020年，25个州新增了16836兆瓦的陆上风力发电能力。
• 在过去的十年里，风力涡轮机的价格从1800美元/千瓦急剧下降到770美元/千瓦。
• 东部沿海的许多沿海州正在迅速扩大其海上风力发电能力，比去年增加了24%，达到计划或正在进行的35324兆瓦。
• 农业和居民业主占最大比例分布式风项目，分别为36%和24%。
• 小型风力改造——例如，在现有的塔上安装升级的涡轮机——正变得越来越流行，占所有小型风力发电装机容量的80%。

请在下一节中了解这些报告重点对农民、房主或企业的意义。

风力涡轮机对房主、农民和小型企业的成本:概述

如果你对为你的家庭、农场或小企业提供能源的可再生能源感兴趣，投资风力涡轮机——无论是在你的财产上还是通过社区共享计划——可能会对你有利。

正如前面提到的，风力涡轮机的成本以及风力发电的费率都处于历史最低水平，预计在不久的将来会更好。

在这种情况下，在现有的塔上改装新的叶片是一个非常划算的选择。

也就是说，如果你在一个稳定的风至少在10-12英里/小时到55英里/小时-之后，涡轮机停止工作，以防止损坏-并拥有至少一英亩在陆地上，风力涡轮机作为能源是值得研究的相对于太阳能．(假设你当地的分区法规允许风力涡轮机项目。)

业主可以选择使用认证的专业安装或diy与一个风力发电机设备家庭能源。

有关小型风力涡轮机项目的更多详细信息，请查看国家可再生能源实验室的报告关于这个主题。

住宅风力涡轮机成本:估计

对于一个中等大小的家庭和能源需求10千瓦时/年。就风力发电能力而言，一台独立的或安装在屋顶上的风力涡轮机的成本约为50000美元在任何税收优惠或公司退税之前。如果你所在地区的风速低于每小时10-12英里，专家建议这样做在经济上是不值得的。

就像并网家庭太阳能系统，净计量而且电池存储对持怀疑态度的房主来说，有哪些选项可以使风能更有吸引力，而且通常更划算?

风力涡轮机的激励措施:住宅和小型企业

联邦和州政府对某些风能项目的补贴高达30%。如欲了解更多有关国家补贴的信息，请访问国家可再生能源和效率激励数据库(必威竞猜DSIRE)．对于联邦项目，请从能源部的风能项目开始研究资金页面．

对农民和土地所有者而言，美国农村能源计划(收获)由美国农业部(USDA)赞助，为包括风能在内的能效项目提供各种赠款和担保贷款。必威竞猜

住宅风力涡轮机:替代方案

即使一个私人的风力涡轮机是昂贵的，你可以考虑加入当地的分布式风网络或社会风程序。这些都能让你参与绿色能源革命，而不需要进行巨额的金融投资。

农民和其他土地所有者可以出租他们的土地作为风电场，并在这个过程中赚钱，很像一个必威体育官网下载app为它的主人做的。

离网风力涡轮机成本:小规模使用

对于小规模的使用，当露营或rv，你可以找到一个风力涡轮发电机这能满足你大约300-500美元的能量需求。它们的功能就像太阳能发电机但是依靠风力来发电，而不是依靠阳光。

风力涡轮机投资回报率:风能节省的能源

在计算风力涡轮机的投资回报(ROI)时，重要的是要给出一个近似的数字50%的必威竞猜效率(最多)取决于你所在地区的风速和规律性。使用一个功率曲线考虑到自然风速波动，而不是铭牌容量(额定100%峰值性能)，也将提高您的ROI计算的准确性。

这是有可能实现的回报期6年对于住宅型风力涡轮机，虽然考虑到大量的变量，很难得出结论，这是所有小型风力涡轮机的平均回报期。事实上，评论家经常说它是10 - 20年．

一台家用风力涡轮机的平均寿命为20年。对于一个公用风力涡轮机来说，需要25年。

关于风力涡轮机成本的常见问题

以下是一些关于风力涡轮机成本的常见问题和回答。

风力涡轮机的成本是否过低?

一些风能行业的专业人士认为，风力涡轮机的成本在短时间内下降如此之多，从长远来看可能会损害该行业。请收听下面的播客，了解更多关于这个看似违反直觉的想法的信息。

哪些公司是风力涡轮机的顶级制造商?

根据全球风能理事会(GWEC)，风力涡轮机制造在全球范围内蓬勃发展，尽管新冠肺炎大流行。

丹麦维斯塔斯公司连续第五年蝉联风力涡轮机制造冠军。GE可再生能源在全球排名第二，是美国国内领先的制造商，2020年的装机容量为1000 GW。

到2020年，中国金风科技在全球排名第三，在中国排名第一，国内装机容量为1200万千瓦。

建造一个风力涡轮机所需要的能量比它能产生的能量多吗?

建造一个风力涡轮机需要一些能源。然而，一项科学研究的结论是5 - 8个月在美国，风力涡轮机产生的能量与制造和安装的能量相等。

因此，对于一个使用寿命为25年的公用风力涡轮机来说，这是一个小的碳足迹和大量免费的清洁能源。

风力涡轮机成本的关键要点

无论你是农民、企业、公用事业公司还是房屋所有者，从环境和经济角度来看，作为一种长期投资，风能作为一种可再生能源的成本超过了风力涡轮机。

然而，如果你不希望为你自己的风力涡轮机融资，租赁你的土地为一个风能项目或参与一个社区的风能共享计划只是两个可供业主，农民和小企业今天的许多选择。

风能是人类从化石燃料向宜居星球过渡的无碳能源的重要组成部分。考虑到这篇文章中提到的风力涡轮机的大量成本，保护人类未来的好处远远超过它们。