MHI Vestas將其大型海上風(fēng)機(jī)升級(jí)至9.5MW，并提供了一些旨在降低能耗成本（LCOE）的細(xì)節(jié)變化。 轉(zhuǎn)子直徑保持164米不變。
　　
　　V164-9.5MW已經(jīng)成功完成了功率曲線和風(fēng)電場(chǎng)負(fù)荷測(cè)試，并在2016年底在公司的Østerild現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，現(xiàn)在該公司可確定具體項(xiàng)目訂單。 預(yù)計(jì)到2020年進(jìn)行第一次商業(yè)部署。
　　
　　2011年3月推出時(shí)，V164容量為7MW，具有風(fēng)電行業(yè)最高的額定功率，并在要求苛刻的海洋環(huán)境中“捕獲最高的能量，并提供最高的可靠性”。
　　
　　然而，風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)為至少8MW的容量，與一年后公布所反映的一樣。 高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理Anders Bach Andersen說：“開發(fā)這種大型海上專用風(fēng)機(jī)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，從3MW擴(kuò)大到8MW是至關(guān)重要的。我們以前生產(chǎn)的最大的轉(zhuǎn)子直徑是120米，用于58米葉片的4.5MW原型機(jī)。V164的葉片為80米。
　　
　　大規(guī)模
　　
　　該風(fēng)機(jī)新特點(diǎn)包括一個(gè)管狀中速傳動(dòng)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)承載主軸殼體螺栓連接到鑄機(jī)床上。 底盤設(shè)計(jì)包括螺栓連接到機(jī)床的重型鑄造垂直部分，并集成在鋼制空間框架結(jié)構(gòu)中，以承載機(jī)艙部件的重量并支持維修。
　　
　　Andersen說：“V164的大規(guī)模和設(shè)計(jì)特性令我們謹(jǐn)慎。 “這意味著應(yīng)用額外的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備來彌補(bǔ)不可避免的專業(yè)知識(shí)差距和相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，但8MW風(fēng)機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)成為一個(gè)成熟的系列產(chǎn)品，其中35臺(tái)投入運(yùn)營(yíng)（32臺(tái)在Burbo Banks Extension的海上），積壓訂單約300臺(tái)風(fēng)機(jī)”。
　　
　　V164-8.0MW現(xiàn)在提供高達(dá)8.4MW的電源模式。 這種基于軟件的功能在某些操作條件下是可行的，但必須符合IEC設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。 0.4MW表示在IEC類型證書中允許的認(rèn)證評(píng)級(jí)增加5％。
　　
　　小改動(dòng)
　　
　　升級(jí)到9.5MW在不犧牲設(shè)計(jì)安全因素的情況涉及重新應(yīng)用電氣，機(jī)械，結(jié)構(gòu)和熱設(shè)計(jì)儲(chǔ)備。 這些修改通常很小，不需要改變主要的尺寸。 　　
　　表面下方尺寸保持不變，變化限于風(fēng)機(jī)內(nèi)部。
　　
　　Andersen表示：“額定變速箱輸入扭矩增加了19％，達(dá)到9.5MNm，變速箱需要強(qiáng)化，但不能影響外部傳動(dòng)系統(tǒng)和質(zhì)量。” 不過比起Adwen 8MW變速箱的額定輸入扭矩9.9MNm來說，還是有點(diǎn)短。
　　
　　“我們還升級(jí)了電氣系統(tǒng)，并對(duì)齒輪箱，發(fā)電機(jī)，液壓和整流器的頂部冷卻器進(jìn)行了功能修改，但無需擴(kuò)大整個(gè)冷卻器尺寸和運(yùn)行方面。
　　
　　商業(yè)案例
　　
　　此次升級(jí)反映了過去幾年海上風(fēng)電環(huán)境的巨大變化。 Andersen表示：“2009年V164產(chǎn)品開始開發(fā)，由于那時(shí)風(fēng)機(jī)更小，記錄有限，還有海上變電站，海上風(fēng)電資本支出高昂，風(fēng)險(xiǎn)也高。”
　　
　　“但是今天，海上變電站和出口系統(tǒng)已經(jīng)大部分從風(fēng)電資本支出項(xiàng)目中脫離出來，平均風(fēng)機(jī)尺寸增加一倍多，資本和風(fēng)險(xiǎn)成本也有了很大的下降，有可能會(huì)進(jìn)一步降低。
　　
　　通過比較可替代的縮放選項(xiàng)及其對(duì)LCOE的影響，Andersen說明了電力升級(jí)對(duì)轉(zhuǎn)子擴(kuò)大的好處。 一個(gè)855MW的項(xiàng)目可以配備106臺(tái)加大轉(zhuǎn)子直徑的8.1MW風(fēng)機(jī)，或者90臺(tái)9.5MW風(fēng)機(jī)。
　　
　　更大的轉(zhuǎn)子將促進(jìn)年度能源生產(chǎn)（AEP），但是這會(huì)提高渦輪機(jī)負(fù)載，并且需要增加輪轂高度以保持最小的波浪間隙。
　　
　　Andersen表示：“采用9.5MW的風(fēng)機(jī)意味著減少16臺(tái)風(fēng)機(jī)，還有它們相關(guān)的底部結(jié)構(gòu)，電纜和安裝成本。單獨(dú)的底層結(jié)構(gòu)和風(fēng)機(jī)的資本支出和運(yùn)營(yíng)成本本質(zhì)上是一樣的，但是在項(xiàng)目層面上美國(guó)電力公司會(huì)做一個(gè)適度的罰金。”
　　
　　“2009年海上風(fēng)電項(xiàng)目資本支出相當(dāng)高，從高效風(fēng)機(jī)安裝中省下的資本支出總額不大。但現(xiàn)在總體來說要低得多，安裝的相對(duì)份額也是很大的， 對(duì)LCOE有更積極的影響。
　　
　　精益生產(chǎn)
　　
　　2013年8月，“風(fēng)電月刊”從Lindø發(fā)出了關(guān)于V164原型機(jī)的報(bào)道。 工作人員在一個(gè)空置的前造船廠大廳—過度工廠進(jìn)行組裝，由粗糙的鋼筋混凝土地板和臨時(shí)鋼板支撐著大型原型組裝結(jié)構(gòu)。 今天多個(gè)升級(jí)大廳專門用于V164系列生產(chǎn)，形成鮮明對(duì)比。 　　
　　早期...自從2013年在Lindø制造V164原型風(fēng)機(jī)，該公司的生產(chǎn)設(shè)施發(fā)生了很大變化
　　
　　所有組件和子組件的裝配在工廠倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行，并在那里進(jìn)行檢查和注冊(cè)。 一些關(guān)鍵部件，例如配有加速器感測(cè)裝置的巨大的深藍(lán)色涂層齒輪箱。 這些記錄了在運(yùn)輸和處理過程中對(duì)產(chǎn)品施加的所有加速力，以及從制造產(chǎn)品到風(fēng)電項(xiàng)目中完整機(jī)艙的安裝。
　　
　　大型組裝大廳，左側(cè)組裝大部件和子組件，中間是吊裝起重機(jī)，右側(cè)用于機(jī)艙安裝。
　　
　　基于日本豐田首先開發(fā)經(jīng)營(yíng)改善原則，精益生產(chǎn)過程仍處于發(fā)展階段，其中包括為機(jī)艙設(shè)置的多個(gè)臨時(shí)固定點(diǎn)。裝有空調(diào)的帳篷專用于為主軸組件創(chuàng)造可控的環(huán)境。 單獨(dú)的主軸安裝在垂直位置，用于收縮最大的前軸承內(nèi)圈，然后將鑄造殼體提升或降低到軸上。 下一步是收縮后軸承內(nèi)圈加上鎖定環(huán)。 組裝過程通過24小時(shí)沖洗用特殊油來完成，以除去金屬顆粒和其他雜質(zhì)。
　　
　　Andersen稱：“我們決定采用潤(rùn)滑油對(duì)主軸進(jìn)行油過濾，以獲得最佳的潤(rùn)滑性能，增長(zhǎng)軸承壽命，在運(yùn)行過程中減少的軸承預(yù)載荷變化。可以更換全主軸單元，而無需拆下轉(zhuǎn)子，其他傳動(dòng)系統(tǒng)主要部件也可單獨(dú)更換。”
　　
　　V-164機(jī)艙從外面看是巨大的，內(nèi)部寬敞，服務(wù)友好。 偏轉(zhuǎn)馬達(dá)在塔頂部的倒置安裝是一個(gè)不尋常的設(shè)計(jì)。 它能夠輕松地從中間服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行服務(wù)訪問，較少的障礙物為機(jī)艙內(nèi)部提供了更多的空間。
　　
　　連續(xù)調(diào)節(jié)
　　
　　經(jīng)多代維斯塔斯風(fēng)機(jī)驗(yàn)證，V27-225kW是偏航制動(dòng)系統(tǒng)，包括相對(duì)的鋼鐵和特氟龍環(huán)，以及多個(gè)彈簧加載的摩擦壓力點(diǎn)。 該解決方案旨在使該風(fēng)機(jī)能夠持續(xù)使用25年，根據(jù)風(fēng)向不斷變化能夠連續(xù)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子。
　　
　　緊湊的“封閉”輪轂是其獨(dú)特的設(shè)計(jì)成就，用于增強(qiáng)剛度，其中每個(gè)葉片包含兩個(gè)約700kg的槳距執(zhí)行器，可借助伸縮式內(nèi)置起重機(jī)單獨(dú)拆卸。 變槳軸承螺栓直徑4.6米，與Adwen AD 8-180風(fēng)機(jī)的8.5米長(zhǎng)葉片的“僅”4.2米相比較大。
　　
　　V164配備了基于負(fù)載的獨(dú)立變槳距（IPC）。 Andersen解釋說：“在每個(gè)轉(zhuǎn)子革新的過程中，葉根持續(xù)地測(cè)量葉片負(fù)載，并控制風(fēng)機(jī)。”
　　
　　安裝大廳內(nèi)有四個(gè)安裝全套的機(jī)艙，并且?guī)讉€(gè)電氣模塊將安裝在內(nèi)部塔底。 每個(gè)模塊在上層增加一個(gè)內(nèi)部電源，其后安裝能夠產(chǎn)生的直流 / 變流的逆變器（直流 / 變流整流器在機(jī)艙后部），66kV或33kV變壓器，在底部安裝開關(guān)裝置。
　　
　　葉片制造
　　
　　丹麥的MHI維斯塔斯Nakskov葉片制造廠于2014年在一個(gè)翻新的前維斯塔斯V90葉片制造廠開始運(yùn)營(yíng)。 除了在Nakskov進(jìn)行最終噴漆和邊緣保護(hù)應(yīng)用階段外，葉片也在英國(guó)的懷特島工廠生產(chǎn)。 　　 　　
　　80米的葉片是殼型結(jié)構(gòu)，碳纖維部分被并入上殼體和下殼體中。 35噸葉片的一個(gè)顯著特征是大直徑的根部延伸到細(xì)長(zhǎng)的機(jī)翼朝向葉片尖端。 葉根結(jié)合了一種新穎的專利螺栓插入設(shè)計(jì)，可以減少壁厚，縮小螺栓間隔，在圓周上用更多的螺栓吸收葉片負(fù)載。 大葉根直徑和其他獨(dú)特特征的組合表明，在當(dāng)前的設(shè)計(jì)上或者是全新發(fā)展的基礎(chǔ)上，將來葉片增大的可能性將大大增加。
　　
　　Senvion已經(jīng)宣布正在開發(fā)10MW風(fēng)機(jī)。 但是V164-9.5MW的450Wm2的額定功率可能代表了目前80米葉片的最終安裝功率。 下一步MHI 維斯塔斯10MW以上的風(fēng)機(jī)的需要更大的轉(zhuǎn)子。
　　
　　Andersen不愿透露具體的計(jì)劃。 但是他表示：“經(jīng)證實(shí)該平臺(tái)具有良好的擴(kuò)展性，為保持保持競(jìng)爭(zhēng)力，我們將全力以赴，應(yīng)對(duì)所有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的挑戰(zhàn)。”
　　
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　　2014年4月份，三菱重工與丹麥VestasWindSystemsA/S公司聯(lián)合成立了合資公司——MHIVestasOffshoreWind，為提高海上風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域能力而與Vestas公司牽手合作，將積極采用包括在海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備開發(fā)、設(shè)計(jì)以及制造過程中所需要的DigitalDisplacementTransmission(DDT)技術(shù)等在內(nèi)的MHI公司擁有的核心技術(shù)。