國內(nèi)風(fēng)機(jī)技術(shù)趨勢：大葉片及一站式解決方案

　　成立6年的Blade Dynamics公司，正在開發(fā)一種新技術(shù)用以制造全球最大的風(fēng)機(jī)葉片，其號稱長度能達(dá)到100米，目前世界最大的葉片不過只有75米長。

　　風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)能技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵核心風(fēng)力機(jī)部件，其良好的設(shè)計(jì)、可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行的決定因素。而更長的葉片也可以配合大功率風(fēng)機(jī)的制造，時(shí)下這種趨勢越來越明顯。除此之外，在風(fēng)機(jī)行業(yè)中，還需要攻克高端零部件制造、如何提高單個(gè)風(fēng)機(jī)及整個(gè)風(fēng)電場的運(yùn)營效率等難題。

　　葉片“大型化”

　　雖然我國是風(fēng)資源的大國，但陸地超過50%的風(fēng)資源都被歸于“低風(fēng)速”資源，全年3/4以上的時(shí)間，風(fēng)速在每秒5~7米，無法達(dá)到每秒近10米的額定風(fēng)速。因此，要捕捉并充分利用低風(fēng)速資源、實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)滿負(fù)荷發(fā)電的話，就得提高風(fēng)電葉片的捕風(fēng)能力，研制功率大、葉片長的風(fēng)電葉片。

　　盡管也有人提出，較大的風(fēng)機(jī)安裝和運(yùn)行費(fèi)用比小風(fēng)機(jī)要高出許多，但不容忽視的是，大風(fēng)機(jī)每千瓦電量的總生產(chǎn)成本，普遍會隨著風(fēng)機(jī)的增大而降低。而在備受矚目的海上風(fēng)電市場，也要使用功率更大的風(fēng)機(jī)和更長的葉片，用來降低成本、提高效率。

　　隨著我國風(fēng)機(jī)大型化趨勢的日益明確，大風(fēng)力葉片就逐步被看做是各個(gè)企業(yè)技術(shù)實(shí)力的標(biāo)志之一。

　　目前，國內(nèi)的主要幾家風(fēng)電整機(jī)商都只是負(fù)責(zé)葉片的設(shè)計(jì)，而將制造工作外包給專門的葉片廠家。自主設(shè)計(jì)的國內(nèi)最長葉片目前有2兆瓦的56.5米低風(fēng)速葉片，由中國南車株洲研究所旗下的時(shí)代新材公司設(shè)計(jì)研發(fā)，7月14日剛剛通過為期5天的靜力試驗(yàn)考核。為了生產(chǎn)該葉片，時(shí)代新材也建立了多條制造線，預(yù)計(jì)本月將簽下首筆的訂單。而中材科技風(fēng)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(chǎn)大功率海上風(fēng)電葉片800套。它的生產(chǎn)基地及研發(fā)檢測中心項(xiàng)目，預(yù)計(jì)2014年7月竣工投產(chǎn)。項(xiàng)目建成后，將實(shí)現(xiàn)3兆瓦的59.5米葉片批量生產(chǎn)，研發(fā)制造亞洲最長、功率最大的77.7米風(fēng)機(jī)葉片，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

　　海外也有較好的風(fēng)機(jī)葉片生產(chǎn)商。丹麥LM公司繼去年10月拿下遠(yuǎn)景能源4兆瓦的海上風(fēng)機(jī)項(xiàng)目，量產(chǎn)長66.5米、重19噸的海上風(fēng)電葉片后，又在國電龍?jiān)唇K如東30兆瓦的海上（潮間帶）試驗(yàn)風(fēng)電場安裝了長73.5米（約24層樓高）的復(fù)合材料風(fēng)電葉片，來匹配5兆瓦風(fēng)機(jī)。西門子與維斯塔斯也在為風(fēng)機(jī)研發(fā)75米和80米長的葉片在做沖刺。

　　當(dāng)然，一味追求特別大的葉片也沒必要。多家風(fēng)機(jī)生產(chǎn)商認(rèn)為：葉片長度的設(shè)計(jì)要全方位結(jié)合機(jī)組性能、載荷、發(fā)電量、可靠性及噪音等因素進(jìn)行考量，并不意味著一味追求葉片的長度。如在海上的風(fēng)機(jī)，需要葉片更加輕量化，還要有很強(qiáng)的抗臺風(fēng)能力。金風(fēng)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(shè)計(jì)從而達(dá)到度電成本的最優(yōu)。

　　技術(shù)整合加一站式解決方案

　　風(fēng)力葉片“大型化”是各大企業(yè)追尋的技術(shù)方向之一，風(fēng)電其他零部件制造能力、傳動及控制技術(shù)、運(yùn)維能力等也要考慮與突破。風(fēng)機(jī)包括不少零部件，無論低風(fēng)速市場，還是海上風(fēng)電市場，當(dāng)葉片越來越大時(shí)，對其他相關(guān)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(fēng)電市場為例，雖然很誘人，但是國內(nèi)外的風(fēng)電技術(shù)整合能力還沒有達(dá)到爐火純青的地步。

　　“海上風(fēng)電的最大挑戰(zhàn)是風(fēng)險(xiǎn)管理。”遠(yuǎn)景能源CEO張雷說，“因?yàn)楹Ｉ巷L(fēng)電使用的往往是大型風(fēng)機(jī)，傳動系統(tǒng)的動力學(xué)特性變得十分復(fù)雜，過往小兆瓦風(fēng)機(jī)的成功經(jīng)驗(yàn)就不能有效利用，事實(shí)上海上風(fēng)機(jī)的主要失效也發(fā)生在這個(gè)環(huán)節(jié)?！?/p>

　　在張雷看來，以往各個(gè)廠商的競爭層面是在風(fēng)機(jī)報(bào)價(jià)上，不少風(fēng)電場投資商也愿意比較價(jià)格，但企業(yè)應(yīng)該去關(guān)注怎樣提高發(fā)電效率，“價(jià)格差距不大的情況下，如果能把風(fēng)機(jī)的發(fā)電效率做到極致，這很有意義。”

他說，若在葉片和風(fēng)機(jī)上裝雷達(dá)及傳感器就有意義。雷達(dá)可監(jiān)測風(fēng)的流動性、強(qiáng)弱，再經(jīng)過傳感器來收集各項(xiàng)數(shù)據(jù)，匯總到云端計(jì)算分析。隨后，遠(yuǎn)景有一套智能控制、測量技術(shù)、數(shù)據(jù)分析專家系統(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(fēng)機(jī)有些類似，后者的風(fēng)機(jī)也有儲能和數(shù)據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)，可幫助管理風(fēng)電的間歇性，實(shí)現(xiàn)平滑輸出和電力預(yù)測等功能。

　　除了單個(gè)風(fēng)機(jī)之外，企業(yè)之間也在做對多臺風(fēng)機(jī)的智能管理嘗試。

　　而遠(yuǎn)景能源則希望所謂的“智慧風(fēng)場管理”系統(tǒng)，將風(fēng)資源評價(jià)、風(fēng)場設(shè)計(jì)及運(yùn)維、資產(chǎn)管理等實(shí)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(fēng)機(jī)公司，不如歸類于智慧能源企業(yè)。