海上风电叶片研发的挑战
发布时间:2014-08-01     来源: 北极星风力发电网
本文摘要:  7月3日,在7月3日上海国际海上风电及风电产业链大会海上风电关键技术专场,自于荷兰PentisEnjineesing中国区经总理martijn先生发表了关
 
  挑战,海上风电叶片的挑战刚才讲到了,刚才前面的嘉宾也讲到挑战。我想强调从我们的观点来的几个重大的挑战,首先是风机的负荷,叶片大概有40吨左右,通常来说是10到12吨,现在尺寸增加了4到5倍的重量。当然可以使用更多的材料,平均的载荷增加了。
 
  第二个挑战是运输和安装,看到这张照片,这是一个海上的风电叶片。你可以看到转弯的有多么困难,在新船只上有的时候铁轨需要专门设计。你必须设计新的安装船。通常来说我们建议你的把海上风电叶片在岸上安装,安装好然后再运到海上。然后你在海上安装,你需要把整个叶片进行运输,这个和岸上的叶片安装是不一样的。
 
  海上运用状况,我们一直处理应对台风、强风高风速的台风,我们必须在结构上做更大的改进,有更高的平均的风速会增加疲劳载荷,有的时候会有延误和冰,这个也是重大的挑战。这个在海上的业务里面实际上是一个新挑战。
 
  设计和生产之间矛盾,作为一个制造公司,你想快速的降低成本,你想达到质量没有退后、没有反工、没有故障。设计方面要求一些其他的因素,主要是集中一些新载荷、小阻力和更光滑的表面,这两种要求并不一定能够匹配。有的时候设计师看看这个设计的过程,一些设计的很好的叶片在纸上面是效率是很高实际上是制造不出来的,有几个理由,待会我会介绍这几个理由。我们看到公司的早期介入,早期参与设计的话会解决很大的问题。
 
  很重要的一点是这个设计团队要理解他们的设计对制造的影响,可制造性。整个流程、整个工艺,应该由设计去驱动。或者由一个工艺决定。整个叶片的质量通常由劳动力的素质决定,车间里的工程师,叶片的业务。我们使用造船的技术来实现航空的质量,所以说很多的工艺可以看到流程,目前的工艺并不是非常强有力,非常取决于工程素质。
 
  我给大家举一些例子,面对海上风电叶片一些挑战,首先是黏合剂的应用和涂装,我们要使用黏合剂岸上是300到400公斤。而在海上风电叶片可能需要1吨,固化的时间是没变的,总使用量大增。这意味着他们已经生产很多的岸上的叶片,但是海上风电叶片需要黏合剂的量大概要3到4倍,所以说生产的过程很紧张。
 
  看到一个海上的叶片他比屋顶更高,后援单向部必须有很高的位置,这种玻璃纤维的复层以前是1米的高度,现在是2.5到3米高度。这个对于岸上的叶片已经很难涂装了,在海上的叶片就很难。所以必须在设计的时候考虑所有的因素。这个是预制预成型,待会儿会讲到这个概念。
 
  参数的要求,这是一个有趣的议题。对注塑我们有一些标准,DIN16901:1米的长度误差是1毫米,如果有个叶片是85米长,长度的误差要求是一样的。对于40米的叶片,这个标准率少于1毫米。对于大于80米的叶片这个参数也没变多少,仍然是1毫米,这个要求很难达到。必须和设计公司和认证机关一起来研究这个问题,我们可以做到这点。但是要满足这些目标实际是很难很昂贵的。
 
  其他问题,这些问题是一个比较困难的,我们的挑战是材料的改变,4个海上的项目是使用碳纤维。这个并不一定是完全需要,但是73米的叶片仍然是使用玻纤,不一定使用碳纤。但是现在开发必须使用的是碳纤,这个不只意味着一个新材料,而且是一个新工艺。目前预制要求是完全一种新的制造角度和思路。另外质量控制现在变成一个大问题,因为使用新的材料和碳纤维不像玻璃纤维那么好使用。他是可以做,但是必须理解这种材料。对这个来说,我们建议我们的客户使用的使用无损探伤,无损探伤在整个市场上在欧洲也是一个新的概念。我们建议我们的客户学习这个无损探伤。这个是一个很昂贵的工具,但是可以保证叶片的质量是20年,在目前为止现在没有叶片的制造商可以保证这一点。如果你需要有担保,有保修的,你要进行保险。叶片制造商使用NDEG无损探伤是很好的保险公司可以参照的点。中国风力发动机制造商可能对叶片无损探伤感兴趣。
 
  简短的概述,关于中国海上风电的市场。2015年原来的目标是5GW,现在实现了500兆瓦左右,10%左右。这是一个风险很高的市场,有不同理由为什么这个目标没有实现。但是到最后可能每个人会新开心我们没有实现这个目标,因为这个当中有很大风险。延误的原因是补贴没有到位,我会讲讲这个补贴上个月有一个好消息,政府发布了新的补贴电价,这个对我们海上市场是一个推动力的。其他的一些是关于风场选址和国家安全、渔业、运输等等问题正在解决中。相信很多项目很快会启动,技术问题我等会儿会讲一讲。
 
  有一些新的补贴政策,国家能源局发布了八毛五的补贴电价,这是全球最低的补贴,但是仍然是好消息。一些省级政府宣布会给一些补贴,在国家政策以外,上海会也给0.2元/度,上海领航有一个100兆瓦的项目,是在政府发布了这些规则以后。还有其些省份也会提出一些类似,在0.85元的补贴电价上面,这是一个低位的补贴,但是省级政府会发布新的补贴政策。质量是非常重要的。如果政府要是开发商按照这些补贴来工作的话,他们必须得减少他们的成本。另外一张幻灯片怎么样降低成本,保证你的质量。
 
  最后我想说的是,在欧洲、在美国,我们在过去15到20年犯了很多错误,我想跟大家分享一些我们从教训中学的一些东西。和一些跟西方公司的合作可以在中国做很多的事情,我想说的是,对未来规划有一些更开放讨论也许对中国公司有一些帮助。
 
  降低成本而不影响你的质量,对这个问题来说,有一些想法可以降低你的成本,直接或者间接的可以通过缩短制造周期,可以更换材料,一些分结构材料可以更换,可以使用经济生产。从材料到工艺可以使用研究没使用的材料,可以减少维修的时间,或者是叶片里面的违规的一些现象,不合格的一些现象。更短的制造时间意味着单位里面的叶片产出,可以减少维修成本,因为维修要很高的成本。怎么样做到这一点?
 
  我们有一些软件可以帮助我们模拟。在复合材料按里面的树脂的流动,使用一些特殊的材料。根据我们自己的经验,可以预测这个物料是怎么样流入你的材料里面,优化和降低生产中的故障和失误。我们在复合材料里面有25年经验,我们知道怎么样处理这些复杂的情况。我们进行一些自己实验室进行工艺测试,确保我们提供的建议是大规模按照正确的方向执行的。另外我们还有一些预制料,Pontis有一些专利。

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