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掌握国内风机的发展趋势的关键点
发布时间: 2015年08月08日
 风机叶片是风能技术进步的关键核心风力机部件,其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素。而更长的叶片也可以配合大功率风机的制造,时下这种趋势越来越明显。除此之外,在风机行业中,还需要攻克高端零部件制造、如何提高单个风机及整个风电场的运营效率等难题。
叶片大型化
    虽然我国是风资源的大国,但陆地超过50%的风资源都被归于低风速资源,全年3/4以上的时间,风速在每秒5~7米,无法达到每秒近10米的额定风速。因此,要捕捉并充分利用低风速资源、实现风机满负荷发电的话,就得提高风电叶片的捕风能力,研制功率大、叶片长的风电叶片。
    尽管也有人提出,较大的风机安装和运行费用比小风机要高出许多,但不容忽视的是,大风机每千瓦电量的总生产成本,普遍会随着风机的增大而降低。而在备受瞩目的海上风电市场,也要使用功率更大的风机和更长的叶片,用来降低成本、提高效率。
随着我国风机大型化趋势的日益明确,大风力叶片就逐步被看做是各个企业技术实力的标志之一。
    目前,国内的主要几家风电整机商都只是负责叶片的设计,而将制造工作外包给专门的叶片厂家。自主设计的国内最长叶片目前有2兆瓦的56.5米低风速叶片,由中国南车株洲研究所旗下的时代新材公司设计研发,7月14日刚刚通过为期5天的静力试验考核。为了生产该叶片,时代新材也建立了多条制造线,预计本月将签下首笔的订单。而中材科技风电叶片有限公司也投资了15亿元,新上了3兆瓦、6兆瓦的模具15套,年产大功率海上风电叶片800套。它的生产基地及研发检测中心项目,预计2014年7月竣工投产。项目建成后,将实现3兆瓦的59.5米叶片批量生产,研发制造亚洲最长、功率最大的77.7米风机叶片,并实现产业化。
    当然,一味追求特别大的叶片也没必要。多家风机生产商认为:叶片长度的设计要全方位结合机组性能、载荷、发电量、可靠性及噪音等因素进行考量,并不意味着一味追求叶片的长度。如在海上的风机,需要叶片更加轻量化,还要有很强的抗台风能力。金风科技的一位人士就称,叶片的研发思路还是通过整体优化设计从而达到度电成本的最优。技术整合加一站式解决方案
    风力叶片大型化是各大企业追寻的技术方向之一,风电其他零部件制造能力、传动及控制技术、运维能力等也要考虑与突破。风机包括不少零部件,无论低风速市场,还是海上风电市场,当叶片越来越大时,对其他相关部件的要求也会提高,如旋翼叶壳、传动轴、平台及塔罩。
    以海上风电市场为例,虽然很诱人,但是国内外的风电技术整合能力还没有达到炉火纯青的地步。
    海上风电的最大挑战是风险管理。远景能源CEO张雷说,因为海上风电使用的往往是大型风机,传动系统的动力学特性变得十分复杂,过往小兆瓦风机的成功经验就不能有效利用,事实上海上风机的主要失效也发生在这个环节。
    在张雷看来,以往各个厂商的竞争层面是在风机报价上,不少风电场投资商也愿意比较价格,但企业应该去关注怎样提高发电效率,价格差距不大的情况下,如果能把风机的发电效率做到极致,这很有意义。
    他说,若在叶片和风机上装雷达及传感器就有意义。雷达可监测风的流动性、强弱,再经过传感器来收集各项数据,汇总到云端计算分析。随后,远景有一套智能控制、测量技术、数据分析专家系统、主动性能控制和基于可靠性的决策算法等,来帮助发电效率提高。而这与GE近期推出的2.5兆瓦风机有些类似,后者的风机也有储能和数据驱动系统,可帮助管理风电的间歇性,实现平滑输出和电力预测等功能。
    除了单个风机之外,企业之间也在做对多台风机的智能管理尝试。
 
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