國內風機技術趨勢：大葉片及一站式解決方案

時間：2015-09-07

成立6年的Blade Dynamics公司，正在開發(fā)一種新技術用以制造**的風機葉片，其號稱長度能達到100米，目前世界的葉片不過只有75米長。

風機葉片是風能技術進步的關鍵**風力機部件，其良好的設計、可靠的質量和優(yōu)越的性能是保證機組正常穩(wěn)定運行的決定因素。而較長的葉片也可以配合大功率風機的制造，時下這種趨勢越來越明顯。除此之外，在風機行業(yè)中，還需要克服**零部件制造、如何提高單個風機及整個風電場的運營效率等難題。

葉片“大型化”

雖然我國是風資源的大國，但陸地**過50%的風資源都被歸于“低風速”資源，全年3/4以上的時間，風速在每秒5~7米，無法達到每秒近10米的額定風速。因此，要捕捉并充分利用低風速資源、實現(xiàn)風機滿負荷發(fā)電的話，就得提高風電葉片的捕風能力，研制功率大、葉片長的風電葉片。

盡管也有人提出，較大的風機安裝和運行費用比小風機要高出許多，但不容忽視的是，大風機每千瓦電量的總生產成本，普遍會隨著風機的增大而降低。而在備受矚目的海上風電市場，也要使用功率較大的風機和較長的葉片，用來降低成本、提高效率。

隨著我國風機大型化趨勢的日益明確，大風力葉片就逐步被看做是各個企業(yè)技術實力的標志之一。

目前，國內的主要幾家風電整機商都只是負責葉片的設計，而將制造工作外包給專門的葉片廠家。自主設計的國內長葉片目前有2兆瓦的56.5米低風速葉片，由中國南車株洲研究所旗下的時代新材公司設計研發(fā)，7月14日剛剛通過為期5天的靜力試驗考核。為了生產該葉片，時代新材也建立了多條制造線，預計本月將簽下首筆的訂單。而中材科技風電葉片有限公司也投資了15億元，新上了3兆瓦、6兆瓦的模具15套，年產大功率海上風電葉片800套。它的生產基地及研發(fā)檢測中心項目，預計2014年7月竣工投產。項目建成后，將實現(xiàn)3兆瓦的59.5米葉片批量生產，研發(fā)制造亞洲長、功率的77.7米風機葉片，并實現(xiàn)產業(yè)化。

海外也有較好的風機葉片生產商。丹麥LM公司繼去年10月拿下遠景能源4兆瓦的海上風機項目，量產長66.5米、重19噸的海上風電葉片后，又在國電龍源江蘇如東30兆瓦的海上(潮間帶)試驗風電場安裝了長73.5米(約24層樓高)的復合材料風電葉片，來匹配5兆瓦風機。西門子與維斯塔斯也在為風機研發(fā)75米和80米長的葉片在做沖刺。

當然，一味追求特別大的葉片也沒必要。多家風機生產商認為：葉片長度的設計要*結合機組性能、載荷、發(fā)電量、可靠性及噪音等因素進行考量，并不意味著一味追求葉片的長度。如在海上的風機，需要葉片較加輕量化，還要有很強的抗臺風能力。金風科技的一位人士就稱，葉片的研發(fā)思路還是通過整體優(yōu)化設計從而達到度電成本的優(yōu)。

技術整合加一站式解決方案

風力葉片“大型化”是各大企業(yè)追尋的技術方向之一，風電其他零部件制造能力、傳動及控制技術、運維能力等也要考慮與突破。風機包括不少零部件，無論低風速市場，還是海上風電市場，當葉片越來越大時，對其他相關部件的要求也會提高，如旋翼葉殼、傳動軸、平臺及塔罩。

以海上風電市場為例，雖然很誘人，但是國內外的風電技術整合能力還沒有達到爐火純青的地步。

“海上風電的挑戰(zhàn)是風險管理?！边h景能源CEO張雷說，“因為海上風電使用的往往是大型風機，傳動系統(tǒng)的動力學特性變得十分復雜，過往小兆瓦風機的成功經驗就不能有效利用，事實上海上風機的主要失效也發(fā)生在這個環(huán)節(jié)。”

在張雷看來，以往各個廠商的競爭層面是在風機報價上，不少風電場投資商也愿意比較價格，但企業(yè)應該去關注怎樣提高發(fā)電效率，“價格差距不大的情況下，如果能把風機的發(fā)電效率做到較致，這很有意義。”

他說，若在葉片和風機上裝雷達及傳感器就有意義。雷達可監(jiān)測風的流動性、強弱，再經過傳感器來收集各項數(shù)據，匯總到云端計算分析。隨后，遠景有一套智能控制、測量技術、數(shù)據分析*系統(tǒng)、主動性能控制和基于可靠性的決策算法等，來幫助發(fā)電效率提高。而這與GE近期推出的2.5兆瓦風機有些類似，后者的風機也有儲能和數(shù)據驅動系統(tǒng)，可幫助管理風電的間歇性，實現(xiàn)平滑輸出和電力預測等功能。

除了單個風機之外，企業(yè)之間也在做對多臺風機的智能管理嘗試。

而遠景能源則希望所謂的“智慧風場管理”系統(tǒng)，將風資源評價、風場設計及運維、資產管理等實現(xiàn)數(shù)字化與信息化，去做“全生命周期管理”。張雷自己說，與其別人把他歸類在風機公司，不如歸類于智慧能源企業(yè)。

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