2021年10月17日-20日,2021北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)(CWP 2021)在北京新國(guó)展隆重召開(kāi)。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度大的盛會(huì)之一,這場(chǎng)由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國(guó)內(nèi)外參會(huì)代表共同參與的風(fēng)能盛會(huì),再次登陸北京。
其中,10月20日中東南部風(fēng)電發(fā)展論壇隆重召開(kāi)。連云港中復(fù)連眾復(fù)合材料集團(tuán)有限公司研發(fā)部經(jīng)理、副總工程師黃輝秀出席會(huì)議并演講。
以下為發(fā)言全文:
黃輝秀:
今天我演講的題目叫大型低風(fēng)速風(fēng)電葉片的開(kāi)發(fā),今天講一下葉片,因?yàn)橐粓?chǎng)景不一樣,所以就是它的葉片開(kāi)發(fā)也應(yīng)該是不一樣的,或者是說(shuō)有很多專有的一些東西。
首先介紹一下中復(fù)聯(lián)眾總部在連云港,從2005年進(jìn)入風(fēng)電葉片的行業(yè),干了十幾年,然后今年是九月份,我們下線了102米的碳纖維葉片,目前已經(jīng)完成了這個(gè)測(cè)試,,進(jìn)入小批量的階段,我們?cè)谶@個(gè)全國(guó)各地都是一有工廠,都是貼近于負(fù)荷中心,貼近于風(fēng)場(chǎng)。這個(gè)是今天要講的低風(fēng)場(chǎng),這是從現(xiàn)場(chǎng)照的,特別漂亮。但是它的問(wèn)題是中東南層巒疊嶂的山脈,風(fēng)資源豐富,占全國(guó)的68%,但是給葉片帶來(lái)很多的挑戰(zhàn),一個(gè)是有蚊蟲(chóng),蚊蟲(chóng)附在前緣可能使它加速。另外就是雨水,特別是南方、廣東這些地方的雨水特別多,這個(gè)也是對(duì)于我們?nèi)~片的挑戰(zhàn)。
在風(fēng)火同價(jià)的大背景下,有一個(gè)門檻就是成本,統(tǒng)計(jì)從資料上來(lái)看,去年搶裝的時(shí)候每千瓦是4200多塊錢,前段時(shí)間到1800多塊錢,而這個(gè)是行業(yè)的臨界點(diǎn),就是盈利的臨界點(diǎn)是2000,所以說(shuō)就是很多人,很多公司都得想辦法能降低這個(gè)中東南部的成本。就是說(shuō)我下面的這個(gè)報(bào)告,就是說(shuō)針對(duì)于這個(gè)是降本還有是加長(zhǎng)葉片等等還有對(duì)于低風(fēng)速地方的適應(yīng)性做了一些專有的一些技術(shù)的一個(gè)介紹。
個(gè)就是說(shuō)是這個(gè)材料,我們要使這個(gè)葉片是加長(zhǎng)葉片,又不提升更多的這個(gè)成本,那么我們就有一個(gè)很重要的方式,就是挖掘目前玻璃纖維的性能。玻璃纖維以前是用真空灌注的方法制造,但是它的這個(gè)是性能還是沒(méi)有拉擠玻纖的性能高。拉擠玻纖很快提升高度重量比,這個(gè)是普通纖維2.2,高模A是2.55,在不增重量的同時(shí)提升高度,它的成形工藝不一樣,它的這個(gè)工業(yè)路徑都不一樣,是這樣子的。先把這個(gè)玻纖拉擠,通過(guò)拉擠工藝?yán)瓟D板材,這個(gè)板材是把它從制造廠那個(gè)地方打卷,然后到我們工廠里邊進(jìn)行放卷,放卷就是說(shuō)把這個(gè)卷打開(kāi)了,然后把這個(gè)切割,這個(gè)卷是片材打磨,兩端進(jìn)行打磨這個(gè)斜坡這個(gè)樣子的,這個(gè)板就是說(shuō)是現(xiàn)場(chǎng)市場(chǎng)上應(yīng)用的板是不一樣的厚度,有的五毫米,有的八毫米,是不一樣的,對(duì)自己的這個(gè)是工藝的一個(gè)把握,另外在這個(gè)圖片中就是說(shuō)這個(gè)片材拼接之后整體的吊裝模具進(jìn)行整體的灌注,這張圖片就是說(shuō)脫模之后葉片主劉所顯示出的一個(gè)狀態(tài),還是比較漂亮的。
這個(gè)主要是從主梁方面,現(xiàn)在對(duì)于大型的葉片開(kāi)發(fā),很多時(shí)候它是一個(gè)鋼度問(wèn)題,鋼度問(wèn)題首先要解決主梁的問(wèn)題,用拉擠建材提供。
第二個(gè)在容量,增加或者是葉片增長(zhǎng)的同時(shí),會(huì)對(duì)葉根有一個(gè)很大的挑戰(zhàn),就是原來(lái)的這個(gè)葉根可能強(qiáng)度不足,所以說(shuō)目前在國(guó)內(nèi),在國(guó)內(nèi)幾個(gè)整機(jī)場(chǎng)還有幾個(gè)葉片場(chǎng)我們都在做同樣的事情,是開(kāi)發(fā)高強(qiáng)度的葉根,這個(gè)是采用預(yù)埋的技術(shù),前幾年中復(fù)聯(lián)眾獲得了DNV的個(gè),DNV認(rèn)證證書(shū),是關(guān)于部件的,使陸上是90米葉片,陸上的90到100米葉片能夠使用較小的葉根,比如說(shuō)是三米二。
另外對(duì)于芯材,以前我們都是進(jìn)口的,巴薩或者PVC,都是鴛鴦而來(lái),成本比較高,而且有時(shí)候會(huì)卡殼導(dǎo)致了很多問(wèn)題,現(xiàn)在國(guó)有芯材應(yīng)用比例是快速上升的,尤其是這個(gè)PET還有PVC這些。但是使用這些新的材料需要我們有更多的一些研究,不是說(shuō)直接放上去就可以了,然后我們通過(guò)這些有些計(jì)算,通過(guò)這個(gè)是小樣測(cè)試,大樣測(cè)試還有這個(gè)是全性能測(cè)試,通過(guò)驗(yàn)證之后才能夠把它放上去。在這個(gè)就是說(shuō),通過(guò)做這個(gè)工作,就是說(shuō)帶來(lái)一些成本上的一個(gè),成本上的一些壓力。另外就是說(shuō)是對(duì)于這個(gè)生產(chǎn)方面,要提升生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,降低這個(gè)是固定資產(chǎn)的投入,所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)上也是采取了創(chuàng)新的一些結(jié)構(gòu)形式,比如說(shuō)貨源的這個(gè),把貨源本來(lái)要粘接的東西作為一個(gè)整體,這個(gè)是一次性的完成這個(gè)任務(wù),不需要獨(dú)立的,單獨(dú)的工作。另外的一些就是說(shuō)像葉根預(yù)制,提前把它做好,整體吊進(jìn)去,以降低生產(chǎn)的時(shí)間。
另外是缺陷,風(fēng)電葉片的生產(chǎn)全部靠手工,這個(gè)真的是很不好把握的這個(gè)事情,它不是像機(jī)械,如果是說(shuō)有這種CNC,做的東西非作非常統(tǒng)一,人做事情靠心情,心情好不好可能看領(lǐng)導(dǎo)給的錢多不多,是這樣子的。所以,就是有很多的這個(gè)是大小缺陷,但是這個(gè)缺陷我們要去識(shí)別,要去維修,目前在按理說(shuō),根據(jù)大家的這個(gè)討論,中國(guó)實(shí)行的這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)比老外更嚴(yán)格,為什么更嚴(yán)格,它其實(shí)有一點(diǎn)就是我們對(duì)缺陷的認(rèn)識(shí)還不足夠,只有是把缺陷的水平控制的更低的才能確保這個(gè)安全性,是這樣子的,所以就是我們有的時(shí)候生產(chǎn)出來(lái)的葉片,反復(fù)修修,但是修的時(shí)候呢,其實(shí)修也可能會(huì)修成一個(gè)反面的結(jié)果,有可能會(huì)造成更多的破壞是這樣的。
風(fēng)電葉片生產(chǎn)了十幾年,在這十幾年我們所定義的標(biāo)準(zhǔn)基本上有質(zhì)量人員和供應(yīng)人員所定義的。但是現(xiàn)在這個(gè)是新的規(guī)范,IEC61400-5還有接下來(lái)新的高標(biāo)會(huì)要求我們研發(fā)的人員來(lái)定義這個(gè)是基準(zhǔn),定義這個(gè)是公差,分析公差的影響。當(dāng)出現(xiàn)了這個(gè)挖坑或者大的間隙,這個(gè)是芯材,這個(gè)現(xiàn)在間隙大了,原來(lái)我們以前的標(biāo)準(zhǔn)是小于三毫米,現(xiàn)在達(dá)到了10毫米,到底行還是不行,需要我們研發(fā)的人員做這個(gè)事情。首先對(duì)他的實(shí)效模式進(jìn)行分析,然后做測(cè)試,小樣測(cè)試,比如說(shuō)做靜載,做疲勞,就是說(shuō)覺(jué)得他能夠承受多少的載荷,那我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候,就把它帶進(jìn)去。比如說(shuō)我們這個(gè)是缺陷10毫米的間隙能承受100兆帕的運(yùn)力,那這是1.5的安全系數(shù),把這個(gè)缺陷帶到這個(gè)設(shè)計(jì)里面去,以后出現(xiàn)了這么一個(gè)十毫米的間隙就不用維修了,不用維修生產(chǎn)就很順利,一方面是總體的,是風(fēng)險(xiǎn)把控住了,第二個(gè)生產(chǎn)的效率提高了,是這樣的,所以這個(gè)是非常非常重要的一件事情。
接下來(lái)就是降噪,前面的老師說(shuō)是,這個(gè)就是中東南部的風(fēng)力機(jī)越要靠近這個(gè)居民,在這個(gè)地方,在網(wǎng)上找了一幅圖,這個(gè)是葉片,葉片在工作的時(shí)候,它的造成就是居民區(qū),我們需要的是40分貝,它在這個(gè)之間,需要有500米的間隔,因?yàn)檫@個(gè)空氣會(huì)讓它的噪聲逐漸的降低這樣的,所以對(duì)控制噪聲我們就是要從葉片的地方開(kāi)始。那么就是從葉片方面來(lái)講,控制噪聲有兩個(gè)方面的方法。一個(gè)就是說(shuō)是控制這個(gè)貨源的厚度,貨源的厚度會(huì)從設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮它,就是說(shuō)控制在三毫米左右。另一方面是噪聲,另一方面考慮到結(jié)合,綜合的結(jié)果大概是三毫米左右。第二個(gè)就是降噪鋸齒,降噪鋸齒現(xiàn)在是一個(gè)非常大眾的一個(gè)解決方案,但是在這個(gè)降噪鋸齒里面,就是說(shuō)各家的降噪鋸齒可能它的一些效果是不一樣的,可能降1,可能降2等等,所以說(shuō)關(guān)系到它的效果。
下面有一個(gè),就是說(shuō)是時(shí)速,時(shí)速的問(wèn)題,其實(shí)以前在這個(gè),我們?cè)谥袞|南部裝了一些風(fēng)機(jī),就是這個(gè)時(shí)速,時(shí)速的散點(diǎn)從這個(gè)斜坡區(qū)轉(zhuǎn)移方向,就變掉了。然后分析它的原因主要是比較復(fù)雜地形的風(fēng)資源部穩(wěn)定,它的這個(gè)都是山,不是像北方的那么平原,那個(gè)風(fēng)的方向是平穩(wěn)的,這是一個(gè)。第二個(gè)是葉片前緣的這個(gè)程度高,因?yàn)橛形孟x(chóng)。然后還受到山風(fēng)和谷風(fēng)的影響,主要是在秋天,秋天晴空萬(wàn)里,然后就是晚上和白天的溫度不一樣,山谷里面的氣流有對(duì)流的現(xiàn)象,然后就是會(huì)造成一些時(shí)速,時(shí)速解決的一些方案,就是貼VGs,貼VGs對(duì)于這個(gè)來(lái)說(shuō),在貼VGs之前,這是非常正常的流動(dòng),就是說(shuō)層流,氣流都是附在這個(gè)表面,它是流動(dòng)的。然后再這個(gè)地方失速了,就是說(shuō)氣流進(jìn)到這個(gè)上面,產(chǎn)生很大的穩(wěn)流,所以說(shuō)它的氣動(dòng)效率下降,生力下降,氣動(dòng)效率下降,恢復(fù)它的層流,讓它的這個(gè)氣動(dòng)性能在上升。
所以,有這么一些方案來(lái)對(duì)這個(gè)一些特殊機(jī)位,就是說(shuō)進(jìn)行一個(gè)調(diào)整。我跟同行的一些朋友開(kāi)玩笑,這個(gè)VGs有病治病,沒(méi)病保健這樣一個(gè)事情,然后還有這個(gè)雷暴,雷暴對(duì)于葉片來(lái)說(shuō)非常風(fēng)險(xiǎn),在于我們的國(guó)家,在這個(gè)地方,廣東省這是紅的,就是說(shuō)它的雷暴天氣,年雷暴天氣能達(dá)到70以上是這樣然后北方就是說(shuō)是很少了,那么在這么高的雷爆天氣下的話,那我們就是說(shuō)要加強(qiáng)我們的防雷的研究。那么防雷的話,它里面有很多的一些連接,比如說(shuō)是各個(gè)端子之間的連接,包括了它的連接強(qiáng)度,機(jī)械強(qiáng)度還有過(guò)電流的這樣一些強(qiáng)度。另外還有就是說(shuō)是這個(gè)整體的防雷的這么一個(gè)效果,比如說(shuō)是這個(gè)安裝位置、安裝數(shù)量等等,還有絕緣性,雷電系統(tǒng)的絕緣性都是需要有高可靠的這么一個(gè)要求。
目前我了解的,在中國(guó)的葉片場(chǎng)大家都是雷電系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了,買的雷電系統(tǒng)都經(jīng)過(guò)了IEC61400的測(cè)試,滿足這些測(cè)試要求,這就降低了很多的風(fēng)險(xiǎn)。后就是說(shuō)是與時(shí),在這個(gè)地方我們可以看到廣東的這個(gè)年降雨量已經(jīng)達(dá)到1700毫米,就是說(shuō)是這個(gè)雨量特別大,這個(gè)北方,北京可能就是500左右,這個(gè)雨會(huì)產(chǎn)生什么效果,就是說(shuō)葉片在高速的旋轉(zhuǎn),大概的是,如果是90米左右,應(yīng)該是達(dá)了200還是300公里的時(shí)速,這個(gè)就是沖擊的這個(gè)能量是特別大的,在這么高的能量下面,葉片的前緣非常容易被打壞。這張圖片是與時(shí)的一些效果,就是前緣的這個(gè)皮被打壞了,它的解決方案有主要的解決方案,就是說(shuō)在前緣,葉片前緣做一些,這個(gè)是做一些涂層,就是說(shuō)油漆給它做厚,這個(gè)是雨點(diǎn)打上去吸收這個(gè)能量是這樣子的。另外,或者就是說(shuō)有不同的方式做成一個(gè)殼體貼在上面,這是預(yù)成形的,這個(gè)也是一些模,就是這個(gè)是目前的解決方案,以延長(zhǎng)這個(gè)前緣的壽命。好的,謝謝大家。巴薩木放的什么地方?
(根據(jù)演講速記整理,未經(jīng)演講人審核)