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  • 远景能源谢德奎:叶片和主轴承是海上风机的两

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  北极星风力发电网讯:2019年12月6日-8日,由中国海洋工程咨询协会海上风电分会主办的“2019中国海上风电工程技术大会”在北京召开。700位国内外海上风电专家学者相约首都,发表主题报告及专题研讨,并同期举办“2019年海上风电工程技术奖颁奖典礼”,表彰海上风电工程技术领域的优秀单位、个人,揭晓并颁发2019年度最具影响力的开发、设计、施工、运维、监理等工程技术奖项。

  远景能源有限公司海上产品线总经理谢德奎出席大会并发表了题为《海上风机的瓶颈与创新》的主旨演讲。

  随着叶片长度增加,40米的叶片对应80、90米的风轮有10几吨重,到现在这个重量可以做到150、160米。我们技术不断革新,经历了聚氨酯、环氧树脂等,下一步我们必须走到碳纤维叶片这个无人区,才能够使叶片在风轮不断变大的过程中,把重量控制住,从而控制住整个设备的成本。

  超大风轮已经进入无人区了,这个必须用碳纤维技术克服,玻纤技术向碳纤维技术转变把整机设计拉回了十多年前:整个工艺供应链全部掌握在德国、日本,而且成本是非常昂贵的。这是我们的瓶颈。大型碳纤维叶片设计供应和技术把控我们都不掌握,碳纤维供应导致今年甚至明年会继续非常紧张。工艺水平和投资跟不上叶片长度变化导致产能受限。另外,如果没有充分测试验证以及论证时间,这个风轮风险非常高。

  我们怎么做?远景的开发思路通常都是陆上成熟再往海上引进,风电技术把陆上和海上一起看。我们首先在陆上做了碳纤维叶片并且做了破坏性试验,到风场通过运行把这个技术成熟化。供应链如此难以获得,我们必须掌握叶片设计技术。我们在江阴建立了自己的测试试验台,会做各种叶片的疲劳测试以及破坏性拉断等试验,保证这个叶片在我们自己试验台上充分测试。保证技术先培养成熟然后制造供应链必须立即跟上,以这样稳健的开发克服目前海上大风轮碳纤维的挑战。

  第二个瓶颈跟大家分享一下的是轴承,轴承有一部分是SRB技术,还有用的是DRTRB技术。这两种技术,远景都是在陆上做了测试验证并且运行的,但不会轻易在海上立马尝试。这两个轴承承载能力比较大,对加工尺寸非常敏感,对油系配合度甚至达到了微米级。这个是海上大风机到8兆瓦不二的选择。目前,国内没有一家轴承厂能够生产,这意味着我们跟全球抢供应链。

  这是三款主轴承的系列,我们主轴承外径是1540mm以内,SRB+SRB是比较成熟的技术,已经布局了十几条生产线,如果全力以赴生产这种轴承,一个供应商能够产3700套,如果TRB+TRB要做到支撑6兆瓦、8兆瓦以上,加工直径要到2米到3米,产能1500台。DRTRB目前都是3米到4米的,产能只有350套,这是这家供应商要向全球供应轴承所面临的现状。我们远景面临的选择依然坚守在SRB+SRB上,它足够支撑到5、6兆瓦,它拥有全球充沛的供应链。

  下面我们讲一下远景怎么看待海上LCOE。这是远景集成全球数据绘制中国海上LCOE地图,我们有一个平台,包括陆上和海上,我们把气象卫星等数据加上风机的模型,比如,不同兆瓦的风机模型以及不同海洋地质数据、风速数据,立马能够推出风机塔筒和技术成本和重量,把这些放到平台之后我们很快绘制出中国海上风电LCOE地图。

  在LCOE计算的公式里,我们做了敏感性分析,发电量在LCOE模型中占50%,也就是我们主机厂多发的电能够把一些BOP、基建成本、风机成本抵掉,这是基于自己做的风电场做的模型分析,如果质量不好、质保成本大幅度提升发电量会急剧下来,OPEX会上升。

  根据远景的模型,在两三年内风机兆瓦没有必要做得更高。7兆瓦、160米风轮就可以最好的LCOE了,因为我们单价比较高,最好的收益率不在更大的兆瓦而是在LCOE,远景要把发电量做上去抵冲风机成本的增加。

  远景在尾流方面做了一些研究,在整个发电折减里面占了50%,同时欧洲和中国的尾流还是不一样的,欧洲的风能量比较强,尾流衰减的比较慢,中国风速是中低风速,尾流衰减更加厉害,现在远景有将近1.5GW容量的风机在海上运行,我们做了一个实验,考虑到中国的风场比较密集、风速比较低,提升的空间会更大,所以用尾流控制未来可以提升3%至4%甚至5%的发电量。

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