2021年10月17日-20日,2021北京國際風(fēng)能大會暨展覽會(CWP 2021)在北京新國展隆重召開。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會之一,這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會代表共同參與的風(fēng)能盛會,再次登陸北京。
本屆大會以“碳中和——風(fēng)電發(fā)展的新機(jī)遇”為主題,歷時四天,包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“國際成熟風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機(jī)會”“國際新興風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機(jī)會”“風(fēng)電設(shè)備智能運維論壇”“碳達(dá)峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。
其中,10月19日海上風(fēng)電發(fā)展論壇隆重召開。上海電氣風(fēng)電集團(tuán)股份有限公司葉片卓越能力中心主任王國軍出席會議并演講。
以下為發(fā)言全文:
王國軍:
各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家、各位同仁,大家上午好!我是王國軍,經(jīng)過十來年的發(fā)展,我們上海電氣風(fēng)電開發(fā)了將近有幾十款葉片的開發(fā)并落地,從30多米一直到102米,基于這些經(jīng)驗,今天和大家分享一下海上超長柔性葉片開發(fā)及發(fā)展。在這個十年的末尾,國家海上風(fēng)電新增裝機(jī)預(yù)計45個GW,海上風(fēng)電大有可為。
我們中國的海上風(fēng)電用不到十年的時間走過了歐洲將近30年的歷程,歐洲也走出了中國海上風(fēng)電的發(fā)展道路。歐洲的海上風(fēng)電,海風(fēng)風(fēng)速大概在9米到12米,受臺風(fēng)影響非常小。所以說他們的海上風(fēng)機(jī)發(fā)展趨勢,一個風(fēng)能直徑匹配多個,我們是在6.5米到11米之間,受臺風(fēng)影響比較大,所以說現(xiàn)在我國海上風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展趨勢是一個產(chǎn)品平臺匹配多個風(fēng)輪直徑,風(fēng)輪直徑成為整機(jī)商產(chǎn)品競爭差異化競爭要素。在雙碳和平價背景下,今年海上裝機(jī)高峰,但是整機(jī)招投標(biāo)并不是特別旺盛,最個一個招投標(biāo)出來的價格比去年降低了有30%。我們可以說今年應(yīng)該是海上平價的元年,葉輪直徑的大型化使得葉片成本是增加的,但是雙碳和平價的背景下是需要葉片低成本輕量化。所以說現(xiàn)在的形勢,葉片大型化發(fā)展和葉片低成本輕量化需求之間的形勢。
面對這個形勢,我們?yōu)榱吮M快實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的要求,我們需要對葉片開發(fā)工程中的平頸點進(jìn)行梳理,找到焦點,對于超大型葉片的開發(fā),我覺得不只是簡單的尺寸上面的增大。葉片大的尺寸效應(yīng),對于我們?nèi)~片開發(fā)來說,我們整個行業(yè)有認(rèn)知盲區(qū),我們需要對認(rèn)知盲區(qū)的掃盲力度,來提升導(dǎo)致的葉片可靠性風(fēng)險。
另外一個點對于低度電成本要求,我們需要升維,在整機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化的角度來考慮葉片的輕量化和低成本。所以對于葉片行業(yè)發(fā)展面臨的種種挑戰(zhàn),我們只有創(chuàng)新,創(chuàng)新才能使行業(yè)持續(xù)繁榮。葉輪直徑對整機(jī)的影響是息息相關(guān)的,所以說我們需要升維在整機(jī)系統(tǒng)角度對葉片氣動布局、載荷、整機(jī)的性能,部件的邊界等等進(jìn)行綜合的優(yōu)化。同時采用數(shù)據(jù)化的工具,來提升整機(jī)的效率,考慮總?cè)汉偷俣龋焖偻瞥銎絻r的葉片和整機(jī)。
對于現(xiàn)在的葉型,這兩年在展會上可以看到,海上風(fēng)機(jī)的尺寸基本上到一百米以上了,對于超大型葉片的尺寸,不只是單單的對于葉片的放大和增長,對于超長柔性葉片氣動彈性需要進(jìn)一步了解,特別是在多長柔和下葉片的耦合效應(yīng)以及葉片的大變形和局部的小應(yīng)變,對葉片的影響變得不可忽略。同時葉片的鋼度,對于扭轉(zhuǎn)的影響也越來越大,所以我們在葉片的設(shè)計過程中必須要考慮葉片的動態(tài)特性。葉片的開發(fā),我們不得不提到異形的開發(fā),以前小葉片開發(fā)過程中使用的異形是成熟的國外流傳進(jìn)來的,它的馬赫數(shù)是小于0.5,不可壓縮的。但是超大型葉片開發(fā)過程中,我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的雷諾數(shù)已經(jīng)超過六百萬,馬赫數(shù)已經(jīng)接近到0.3。所以說對于超大型葉片氣動的異形要求以及現(xiàn)在大家有好多廠家應(yīng)用的小葉型低雷諾數(shù)不可壓縮,考慮高雷諾數(shù)可壓縮性等等,來保證粗糙度、敏感性,滿足葉片的開發(fā)。
同時現(xiàn)在葉片的驅(qū)動之一是凈空,在整機(jī)參數(shù)這一塊,還有一個是葉片的鋼度,葉片的鋼度與葉片的外形息息相關(guān)。對于葉片的材料占葉片售價大概70%到80%,所以說我們對于在葉片設(shè)計的時候,對于葉片的選材需要基于成本優(yōu)化物料的選擇。葉片的主材里面單位模量成本是非常關(guān)鍵的指標(biāo),我們對最近使用這些組材做了一個材料單位模量成本的比對。另外在葉片的制造成本在葉片售價成本的20%左右,所以我們在葉片的開發(fā)過程中要面向制造,面向提出降本。所以模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計可以提升制造效率,同時生產(chǎn)制造過程中,我們采用數(shù)字化和智能化的發(fā)展提升制造的可靠性,降低人為的誤差,也是我們未來葉片降低成本,提速降本很好的手段。
超大型葉片發(fā)展離不開產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)系統(tǒng),產(chǎn)業(yè)鏈的整合和協(xié)同可以助力葉片的降本。舉一個例子,現(xiàn)在百米級的葉片,大家會想到使用碳纖維,碳纖維有一個重要應(yīng)用場景是垃圾板材,垃圾板材在葉片廠配垃圾板材線,可以節(jié)省固定資產(chǎn)投資、人力資源,包括一些運輸成本。綜合下來,碳纖維物料應(yīng)用可以降低至少10%以上,這也是產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同一個很好的例子。
現(xiàn)在進(jìn)入到百米以上級不得不用到碳纖維,但是碳纖維從去年下半年到現(xiàn)在不斷漲價。我記得去年下半年應(yīng)該是一百塊出頭,現(xiàn)在已經(jīng)到了160左右,碳纖維的價格增長了50%。但是整個風(fēng)電行業(yè)對碳纖維,對價格是非常敏感的,所以說這個碳纖維這樣一個漲價,導(dǎo)致我們未來百米以上級用不用產(chǎn)生一個迷?!,F(xiàn)在我們的葉片也在使用碳纖維,對于這一塊,我們發(fā)現(xiàn)碳纖維在風(fēng)電應(yīng)用過程中,特別是國產(chǎn)碳纖維規(guī)模化應(yīng)用過程中還是有很多問題。但是我們風(fēng)電有我們風(fēng)電特殊的要求,所以說我們?nèi)~片的設(shè)計過程中對碳纖維這個物料的使用包容性還是比較高的,所以說現(xiàn)在面對碳纖維行業(yè)自身的問題,比如說碳纖維的不穩(wěn)定性,批量的不穩(wěn)定性,這個是需要解決的。而我們風(fēng)電行業(yè)剛好提供了這種契機(jī),所以我希望碳纖維行業(yè)和我們風(fēng)電能夠形成一個比較好的互動。比如說碳纖維的批量供應(yīng),風(fēng)電行業(yè)的批量應(yīng)用,達(dá)成一個良性循環(huán)創(chuàng)新才能使這個行業(yè)持續(xù)的繁榮,但是在我們整個葉片開發(fā)過程中還有很多很多的挑戰(zhàn)。但是這些挑戰(zhàn),我這邊就不再一一說了,我們上海電氣風(fēng)電葉片團(tuán)隊也在不斷創(chuàng)新,不斷來推出自己的新產(chǎn)品。上個月自己推出了S102葉片成功下線,是眾多創(chuàng)新結(jié)果的結(jié)晶,謝謝大家!
(根據(jù)演講速記整理,未經(jīng)演講人審核)
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