2017年10月16日-19日,2017北京国际风能大会(CWP2017)在北京拉开帷幕。本次会议由中国可再生能源学会风能专业委员会、中国循环经济协会可再生能源专业委员会、中国农机工业协会风能设备分会、全球风能理事会和国家可再生能源中心五大权威机构联合主办。
10月18日上午,“风电叶片大型化问题和技术”分论坛在新国展举行。来自金风科技、中材科技、中车株洲所等企业的代表共同探讨了叶片大型化引发的问题及新技术应用趋势。
以下为发言摘要:
金风科技:海上风力发电机叶片设计探索与思考

金风科技叶片工程中心副总经理朱雨
海上大叶片的开发,慢慢的变桨系统的载荷控制成为关键。金风科技构建了一个自己的载荷优化平台。我们的优化思路是通过挑战载荷的一个平衡位置,来实现载荷的有效下降。确定优化思路之后,接着我们是要通过工况的缩减、变量的筛选,以及这些变量取值范围的确定,得到一个优化的结果,最后反馈给全工况的评估,确定设计的有效性。
中材科技:海上叶片设计技术与发展

中材科技风电叶片股份有限公司李成良经理
针对海上的大型叶片,首先要满足发电量要求,在合适的风速段找到合适的CP值,以达到整体的发电量最优;其次也要满足结构安全的需求,为了满足叶片的刚度和重量的要求,对主梁要进行充分考虑,因为它承载了80%的载荷;另外考虑到生产制造过程当中的稳定性,将来前沿技术碳纤维的拉紧可能是主要研究方向。
未来海上叶片的设计和发展,必将与主机风场技术相结合,通过结构的可靠性、成本的最优以及在线检测技术,实现最优的发挥。
中车株洲所:低风速风电大叶片对整机的影响分析

中车株洲电力机车研究所有限公司高级工程师、高级主任设计师王磊
长叶片的优势是大家很熟知的,从最初的7.5米,到现在可开发的利润点能够达到5.5米,超低风速的地区开发价值逐渐增高,我们可以开发的地方也逐渐变多了。
但叶片变长之后的劣势有如下,一个是叶片变长带来的,一个是塔筒增高带来的,还有噪音变大和相应供应链带来的。
解决方案中有一些新的技术的应用受到大家青睐,比如海上风机D128级别已经在应用的IPC技术,可应用在目前D130、D141级别的陆上风机,达到整体成本最优。
We4Ce:适用性风电叶片设计

We4Ce合伙人Edo Kuipers
我希望是在不改变整机的情况下来进行叶片的设计。在低密度的情况下,我们的年发电量会降低,比如说降低10%,载荷也降低20%,这是一个非常大的数字,所以我们要在这个地方作出改善。
我们可以看到不同的解决方案,前叶片的保护,或者避免腐蚀的情况等,而最好的解决方案就是增加叶片的长度,经济收益是最高的。为了延长叶片的长度,我们可以通过系列的模具,或者是分块模块。叶片增长带来的利润提升是25%,20年也就是5亿人民币。
洛阳双瑞:风电叶片大型化带来的问题

洛阳双瑞风电叶片有限公司研发部副部长吴胜军
海上风电叶片运行在不易测、不可控、不易达的严酷与复杂环境,因此要重点考虑叶片大型化的材料可靠性、工艺性,从而保证运行的安全。
针对叶片的大型化,在材料的选择上,要选择一个性价比高的材料,基本可以考虑用碳纤维或者碳玻混合纤维。目前能解决的唯一途径就是采用高性能的增强材料,然后工艺上要针对碳纤维进行一个结合,包括整个过程的成本控制。材料选择完成以后,我们要保证材料的使用、材料性能是在一个可控范围内。
运达风电:山地低风速风场叶片设计

浙江运达风电股份有限公司叶片开发中心主任周晓亮
针对于低风速地区,只有在叶片设计和整机开发结合到一起之后,才能开发出真正适合低风速风场的技术。其中长叶片的山地运输,将会成为制约山地风场开发的关键。而我们的叶片分段设计比较好地解决了运输问题。
我们是采用螺栓技术来进行分段,国内一些厂家也在做这方面的研究。针对这种结构的分段设计有几个关键点:一个是连接部位的可靠性,第二,在分段位置,由于是螺栓连接,刚度和质量会出现突变,这个设计是非常关键的。
艾尔姆风能:高可靠性的海上风电叶片设计

艾尔姆风能叶片制品有限公司工程技术和海上产品总监赵楠
举几个经验教训,在海上的前缘腐蚀是一个非常大的问题。前缘腐蚀有几个关键点:现在我们叶片叶间速度达到90米/秒,LM记录是108米/秒,这个速度非常快,折合400公里/小时,大家可以想像一下,你在高速公路上开车,把脸伸出去,天上下雨落到脸上像刀割一样。
叶片前缘腐蚀会造成很大的问题,首先就是发电量的损失。前缘一旦腐蚀以后,维修是很困难的,前缘腐蚀会有开放性破坏,一旦破坏一点以后,这个破坏会很快向局部扩散,可能过半年看就是一个面的问题。
针对前缘腐蚀各个公司都有保护方式,我们推出的方式叫做ProBlade,早期是胶带,现在ProBlade寿命可达到胶带的3~5倍。
上海康达:新一代大型风电叶片合模结构胶

上海康达化工新材料股份有限公司风电叶片粘接技术总监顾明泉
大型叶片合模结构胶发展的背景,一个是叶片的低风速区域化,第二个是面向海洋化,第三个是机组能效最大化。
D型结构胶目前在性能与应用方面已经取得了一些成效,一个是它具有更轻的质量,它的密度降低7%到8%之间。另一个它具有更好的打胶工艺性。第三,它具有更强粘接强度,抗剪强度提升。第四,更好的韧性,抗冲击强度增长。第五,因为它是更轻量化,更少用量,用胶成本降低,它大概比同行业的结构胶用量节约大概12%左右。
目前该产品已经获得了GL认证,可以面向叶片行业进行推广了。
科思创聚合物:创新聚氨酯树脂助力风电叶片发展

科思创聚合物(中国)有限公司风能市场总监郭松强
科思创已经有一百多年的运营历史,它的前身是拜耳的材料科技,后来剥离出来,在德国的上市,我们的业务主要是聚氨酯、涂料、粘合剂和特殊化学品。
聚氨酯材料赋予叶片设计更多的可能。如果把材料历史性能和疲劳性能设计进去,聚氨酯材料对于将来设计更长、更强、安全系数更强的叶片,会发挥重要作用。
同时,聚氨酯材料还能够带来更高的生产效率,在灌注一些尺寸比较大的部件时,不但速度更快,质量也有明显改善。