
WINDnovation Roland Stoer/Managing Director
【Roland Stoer】:女士們,先生們?cè)缟戏浅:茫浅8吲d來參加2016中國國際風(fēng)電復(fù)合材料高峰論壇,非常高興有機(jī)會(huì)向大家介紹WIND novation關(guān)于葉片的進(jìn)展。
我介紹一下我的公司,然后談一下對(duì)葉片的期望,以及現(xiàn)在做成什么樣的葉片,還有我們的客戶的一些期望,我們也可以把我們的期望和現(xiàn)實(shí)情況做一個(gè)對(duì)比,看在未來葉片設(shè)計(jì)當(dāng)中是面臨哪些挑戰(zhàn),以及如何來推進(jìn)葉片設(shè)計(jì),我的公司在2007年在柏林成立,現(xiàn)在有27名全職工程師,來自6個(gè)不同的國家,我們完成了超過280個(gè)項(xiàng)目,其中有一百個(gè)我們是獨(dú)立完成葉輪設(shè)計(jì),我們的在印度,韓國,加拿大等都有技術(shù)轉(zhuǎn)移,同時(shí)我們根據(jù)ISO9001的標(biāo)準(zhǔn)得到了認(rèn)證。
我們做過的最大葉片是88米,我們的葉片覆蓋了不同的尺寸,那么關(guān)于葉片到底是一個(gè)什么樣的產(chǎn)品?今天早上也提到了這樣一個(gè)5MW葉片,葉輪直徑也是非常大的。而且它的葉片長度也是超過了A380機(jī)翼的長度,那么,這樣一個(gè)產(chǎn)品因?yàn)榉浅4螅覚C(jī)械敏感度很高,所以在運(yùn)輸和安裝當(dāng)中,我們是遇到了很多的挑戰(zhàn)。那么,關(guān)于幾何構(gòu)型有非常高的誤差要求,同時(shí)也是一個(gè)勞動(dòng)密集型的工作,特別剛剛提到誤差要求很高,通常誤差只能1到2厘米,所以對(duì)葉片制造商來說,我們面臨的挑戰(zhàn)是非常大的。
那么,我們希望可以得到什么樣的葉片呢?我們希望我們的葉片可以幫助提高我們的風(fēng)機(jī)的發(fā)電量,達(dá)到最低的COE,也就是我們的成本。所以,怎么樣可以降低COE,就需要提高發(fā)電量降低葉片價(jià)格,如何提高葉片發(fā)電量,降低載荷,提高氣動(dòng)效率,達(dá)到葉片和風(fēng)機(jī)最好的匹配,如果降低成本,使用便宜的材料,并且可以容易運(yùn)輸和維護(hù),這些要素對(duì)葉片成本的降低非常重要,今天上午的同事也是提到了這方面的內(nèi)容。
同時(shí)對(duì)葉片制造工藝也可以進(jìn)行簡化和優(yōu)化,來達(dá)到這樣一個(gè)降本的目的,現(xiàn)在可以得到什么?可以看一下發(fā)電量,主要是有5種葉片,這個(gè)是我們所設(shè)計(jì)出來,圖片上不同的MW,基本載荷根據(jù)葉片長度而成比例,給大家一個(gè)具體的例子,主要可以看到在每平方米,如果是5MW要比1MW負(fù)荷是多50%左右,第三點(diǎn)是輕量化,重量和載荷成正比,這樣一個(gè)承載的機(jī)構(gòu),并且和載荷葉片成正比。我們可以看到需要去克服一些重大的問題,尤其對(duì)大型的葉片,這樣的話增加疲勞載荷,并且確實(shí)決定了很多部件的載荷。還有就是噪音的問題,噪音也是非常重要,在歐洲和德國討論了很多,在中國也是如此,不是一個(gè)熱門的話題,但是也會(huì)不斷改變。因?yàn)轱L(fēng)場(chǎng)處于人越來越多的地方,越來越人抱怨噪音,在德國噪音是由于壓差所產(chǎn)生,但是確實(shí)是一種噪音。
更大功率的葉片會(huì)增加噪音,之后討論一些可能性,如何克服噪音的問題。對(duì)大型葉片來說價(jià)格是一個(gè)問題,之前在一些印象當(dāng)中也聽到了一些問題,到MW級(jí),差不多這個(gè)葉片是占到了整個(gè)風(fēng)機(jī)10%的成本以上。我們這方面也是需要進(jìn)行有效的成本,這個(gè)是SSP的圖片,今天早上聽了SSP的演講,這個(gè)是7MW,70米的葉片,也是非常難接受的。今天早上聽到了更好運(yùn)輸?shù)姆侄巍_€有維護(hù)的問題,我們推薦經(jīng)常性葉片檢測(cè),保證葉片良好狀態(tài)。
這個(gè)整體葉片現(xiàn)狀,當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)也是根據(jù)廣泛的經(jīng)驗(yàn)和客戶共同優(yōu)化葉片風(fēng)力設(shè)計(jì),氣動(dòng)設(shè)計(jì),還有負(fù)載,以及發(fā)電量,我們迭代了很多次,取得三點(diǎn)的平衡,為我們的客戶帶來更好的產(chǎn)品。當(dāng)然,還有質(zhì)量,只是質(zhì)量在這里沒有顯示出來。所以說原始葉片質(zhì)量也是很重要一點(diǎn)。還有一個(gè)問題,在幾何學(xué)上,要取得很多的平衡,比如說翼型,它是一個(gè)非常細(xì),非常狹長的葉片,非常適合低風(fēng)速的地區(qū),有一些因素大家也可以看到,簡單回答是或者否是非常困難,現(xiàn)在有一些葉片能夠取得非常智能結(jié)構(gòu)效率,但是氣動(dòng)的效率不一定可以取得保證。有負(fù)載,噪音,我們知道狹長的葉片負(fù)載更加少,噪音也是一個(gè)問題,尤其是比較寬的葉片在發(fā)電量取得優(yōu)勢(shì)。
關(guān)于大葉片負(fù)載最小化,我們可以看到這是一個(gè)類型,如果設(shè)計(jì)功率750千瓦,我們可以看到風(fēng)機(jī)的載荷和重量,最高值是最低值的兩倍,5MW葉片重量達(dá)到更小級(jí)別葉片的兩倍,并且也要計(jì)算風(fēng)速和高度的關(guān)系。因?yàn)樵谡G闆r下,風(fēng)機(jī)也是可以正常運(yùn)行的,有一些人參加很多會(huì)議,討論類似載荷和重量的問題,還有高風(fēng)速的區(qū)域,關(guān)于葉片的運(yùn)作情況,現(xiàn)在舉行了一個(gè)項(xiàng)目,也是能夠更好去利用。在10到15年前,我們也有過類似的項(xiàng)目,取得了一些突破,現(xiàn)在至少它有10年的壽命,并且可以取得更好的平衡,對(duì)整體葉片進(jìn)行智能化的控制,減少負(fù)荷,對(duì)5MW減少10%到15%的負(fù)荷,但是這個(gè)系統(tǒng)比較復(fù)雜,明年會(huì)匯報(bào)這個(gè)項(xiàng)目的情況。
首先輕量化很清楚,必須是葉片設(shè)計(jì)一個(gè)重點(diǎn),我們要使用更加輕的質(zhì)量,這樣的質(zhì)量可以減少15%到20%,這個(gè)是可能的。但是成本會(huì)非常高,所以質(zhì)量減少,但是葉片載荷也會(huì)降低,但是制造過程是非常艱難的,無論使用什么樣的工藝,都是很困難,所以現(xiàn)代建筑影響了成本,影響了非常性價(jià)比,昨天聽到了在碳纖維方面的一些進(jìn)展,盡可能使用碳纖維,更好使用這種碳纖維的結(jié)構(gòu),它是非常受歡迎,我們希望材料供應(yīng)商可以提供更加輕量的材料,可以取得長足的進(jìn)展,可以加入到數(shù)據(jù)庫,最后為客戶提供下一代,更加輕量的材料。
降噪剛才也說到了有一些物理障礙是很難超越,大家可以看到行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn),比如說額定功率,額定功率大的話,噪音也會(huì)增加,有一些噪音通過葉片轉(zhuǎn)動(dòng)所增加,在一些公司做的非常優(yōu)秀的,他們?cè)谌~片后緣非常低的聲力系數(shù)。
每個(gè)人都有主觀的判斷,對(duì)市場(chǎng)上比較便宜的葉片,可能要使用更加便宜的原材料,或者使用有限人力成本,但是每個(gè)人對(duì)成本有不同看法,我們可能希望便宜,但是運(yùn)行20年,如果質(zhì)量增加的話,或者想用更長年限,我們需要對(duì)其進(jìn)行維護(hù),這個(gè)也是成本增加的環(huán)節(jié),所以定期的檢查,定期的服務(wù),檢修都是非常重要的。
每個(gè)人對(duì)便宜有不同的定義,而質(zhì)量是我們最關(guān)注的。今天早上聽到了運(yùn)輸?shù)闹v座,因?yàn)槲以谶@個(gè)行業(yè)也是20年了,我聽到運(yùn)輸這個(gè)主題也聽到了很多次,比如說可以使用分段式運(yùn)輸方式運(yùn)輸大型的葉片,還有這個(gè)是62米的葉片,通過兩段式來進(jìn)行運(yùn)輸,我們還有一些梯形螺栓進(jìn)行固定,可以展示最大重量,降低每一次的荷載,它可能短期解決問題,但是長期來講還是會(huì)存在問題,通過分段式的方法還是會(huì)存在一些問題,而這些問題是很難克服,最后還是評(píng)估一下整體分段式的方式,以及最終長度使用分段式運(yùn)輸和螺栓是不是有效。
我們一定進(jìn)行預(yù)測(cè)性的維護(hù),非常完美維護(hù)概念是不存在的,如果說對(duì)葉片進(jìn)行經(jīng)常性的檢查非常必要,操作工對(duì)葉片進(jìn)行經(jīng)常性,定期狀態(tài)檢查,能夠找到問題,這個(gè)也是設(shè)計(jì)師,生產(chǎn)者所要協(xié)同進(jìn)行。
最后總結(jié)一下,我們?nèi)〉昧朔浅W吭降倪M(jìn)展但還有更長路的要走,很多地方有提升的空間,我們希望和客戶伙伴共同合作,解決問題。謝謝大家!