《風(fēng)能》封面故事 | 明陽智能的理智與情感

理智的市場判斷與對半直驅(qū)技術(shù)的無上情懷，讓明陽智能盡早贏取未來。

在明陽智慧能源集團(tuán)股份公司(下稱“明陽智能”)總裁張啟應(yīng)看來，選擇半直驅(qū)(也稱中速傳動、混合式)技術(shù)路線，是明陽智能的創(chuàng)新特質(zhì)所至。在人人吶喊創(chuàng)新的時代，張啟應(yīng)看到的創(chuàng)新卻來自扎實(shí)有依據(jù)的數(shù)據(jù)分析。其實(shí)，他自身就是最好的證明：他是行業(yè)中少數(shù)技術(shù)出身的總裁，足見明陽智能對技術(shù)創(chuàng)新的重視。

回頭看來，對于半直驅(qū)技術(shù)路線上展現(xiàn)出的創(chuàng)新理念，驗(yàn)證了明陽智能對創(chuàng)新技術(shù)預(yù)判的準(zhǔn)確性，同時，這種基因也深埋于明陽智能發(fā)展的整個軌跡：既理想主義，又實(shí)事求是;既無所畏懼，又深謀遠(yuǎn)慮，十三年的選擇與堅守，暗自積蓄著成長的力量，一步步邁向成功彼岸。

握在手上的遠(yuǎn)方

“我曾經(jīng)的與現(xiàn)在的老板都屬于這樣一類人，要與眾不同，要做到最好。一個想創(chuàng)新，另一個會創(chuàng)新，我則希望幫他們將理想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。”張啟應(yīng)在接受本刊記者專訪時如是說。

2006年，當(dāng)張啟應(yīng)還在德國設(shè)計公司aerodyn擔(dān)任公司創(chuàng)始人Sonke Siegfriedsen的助理時，明陽智能已經(jīng)引進(jìn)與應(yīng)用雙饋技術(shù)路線兩年，但基于對現(xiàn)有和未來市場的分析，明陽智能董事長張傳衛(wèi)毅然決然地轉(zhuǎn)舵半直驅(qū)技術(shù)路線。

事實(shí)上，在風(fēng)電技術(shù)路線“三兄弟”中，雙饋的出現(xiàn)確實(shí)要比半直驅(qū)更早。據(jù)該技術(shù)的發(fā)明人之一Heier回憶，20世紀(jì)80年代初雙饋的出現(xiàn)更像是一個偶然結(jié)果。當(dāng)時有一個研究課題，他手上正好有一臺雙饋發(fā)電機(jī)派上了用場，而這款發(fā)電機(jī)并非為風(fēng)電設(shè)計。通過各方努力，雙饋成為風(fēng)電主流技術(shù)路線之一。20世紀(jì)90年代初，Enercon公司的創(chuàng)始人Aloys Wobben更熟悉電氣領(lǐng)域，對機(jī)械部件的可靠性較為擔(dān)憂，發(fā)揮自身電氣技術(shù)特長發(fā)明了直驅(qū)技術(shù)路線，并將變槳系統(tǒng)改由電機(jī)驅(qū)動，隨后也實(shí)現(xiàn)了一定發(fā)展。

1998年，aerodyn公司的工程師們希望綜合雙饋與直驅(qū)的優(yōu)勢，并通過技術(shù)創(chuàng)新彌補(bǔ)其可能出現(xiàn)的不足，盡力減少敏感部件，去掉齒輪箱高速級，在一定程度上提升發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，以進(jìn)一步控制機(jī)組重量與體積。

“在aerodyn我接觸和參與了各類技術(shù)的相關(guān)工作，使我意識到三種技術(shù)路線并非在各自成長、你追我趕，而是半直驅(qū)融合了另外兩方的優(yōu)秀基因，是進(jìn)化的結(jié)果。”張啟應(yīng)這樣解釋。

創(chuàng)新與進(jìn)化，如果這是明陽智能轉(zhuǎn)向半直驅(qū)時的情感觸動，那么明顯更輕的重量和高可靠性，應(yīng)該就是其下定決心前的理性抉擇。資料顯示，明陽智能采用半直驅(qū)技術(shù)路線的4.X機(jī)型，主機(jī)重量僅為96噸，這比一些機(jī)型輕了30%以上;其齒輪箱輸出軸每分鐘轉(zhuǎn)速約在300轉(zhuǎn)，速度不到高傳動比齒輪箱輸出軸的1/5。

據(jù)介紹，明陽智能最初推出的3MW與6MW半直驅(qū)機(jī)型，被稱為SCD超緊湊型風(fēng)電機(jī)組，相比其他集成度沒那么高的半直驅(qū)技術(shù)方案，在理論上更接近設(shè)計的極致，尤其是最初采用的兩葉片與下風(fēng)向等技術(shù)特征，顯得如此特立獨(dú)行。

“在aerodyn與明陽智能的超緊湊技術(shù)方案中，原生就支持兩葉片與三葉片，不存在必須配置兩葉片的問題。之所以先嘗試了兩葉片機(jī)組，是因?yàn)槊麝栔悄茉趶V東著重考慮臺風(fēng)適應(yīng)性，兩葉片在這方面有先天優(yōu)勢。”張啟應(yīng)解釋道。

業(yè)內(nèi)人士或多或少會對明陽智能在臺風(fēng)適應(yīng)性上的積極努力有所耳聞。明陽智能是國內(nèi)對抗臺風(fēng)研究最前沿的整機(jī)商之一，為提升這方面的核心能力，他們甚至輾轉(zhuǎn)于多個國家和地區(qū)的臺風(fēng)研究解決方案。

下風(fēng)向的道理同樣如此。據(jù)了解，考慮下風(fēng)向的葉片捕風(fēng)方式，是因?yàn)樵缭?008年明陽智能就展開了對漂浮式風(fēng)電的布局。下風(fēng)向機(jī)組可使浮體有更好的穩(wěn)定性，同時偏航系統(tǒng)載荷更小，利于降低整機(jī)成本。張啟應(yīng)舉例，這就像是在風(fēng)中打傘，展開傘頂風(fēng)走要費(fèi)更多力氣，還可能被吹翻;下風(fēng)向順風(fēng)走，只要能抓住傘就無需控制方向，風(fēng)能夠直接吹正。

“2008年的夢想在2021年得到了實(shí)現(xiàn)，明陽智能的首臺漂浮式機(jī)組成功入海，雖然它還不是下風(fēng)向機(jī)組，但我們從未放棄對這它的研發(fā)，仍有一臺下風(fēng)向樣機(jī)在測試，在明年推出的第二款漂浮式機(jī)型上，或許會變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。”張啟應(yīng)向本刊記者表示。

從原生沃土成長的技術(shù)組合

有業(yè)內(nèi)人士回憶，在剛剛引進(jìn)半直驅(qū)技術(shù)路線的幾年中，明陽智能在新產(chǎn)品概念上風(fēng)光無限，但在市場中顯得有些沉寂，甚至有人將半直驅(qū)技術(shù)看作不那么成功的嘗試。而在張啟應(yīng)看來，明陽智能探索半直驅(qū)技術(shù)路線的最初幾年，是其技術(shù)的沉淀期，符合事物發(fā)展規(guī)律。

在與明陽智能合作的過程中，aerodyn公司主要提供的是概念級方案，還難以稱之為產(chǎn)品。很多工程師將自身的夢想與執(zhí)著寄托在該技術(shù)方案上，希望設(shè)計出全球最先進(jìn)的風(fēng)電機(jī)組。除兩葉片與下風(fēng)向外，還包括主控、變槳、變頻集成控制系統(tǒng)，整流二極管+IGBT變頻器，液壓變槳與偏航系統(tǒng)，無機(jī)艙罩設(shè)計等。而創(chuàng)新需要消化與成熟的過程，特別是在大量創(chuàng)新概念疊加在一起時，技術(shù)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用的復(fù)雜程度呈現(xiàn)幾何式增長。

“明陽智能是一個有創(chuàng)新精神的企業(yè)，對于技術(shù)刨根問底，而非拿來主義。只不過是當(dāng)時的理想與現(xiàn)實(shí)間有一定落差。”張啟應(yīng)認(rèn)為。

2014年，張啟應(yīng)進(jìn)入明陽智能，接手超緊湊型半直驅(qū)技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用工作，希望將半直驅(qū)的理想進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)。參與過這款技術(shù)方案設(shè)計的他，當(dāng)然清楚卡脖子的問題在哪里。“夢想歸夢想，產(chǎn)品歸產(chǎn)品”，有可靠低成本的技術(shù)解決方案，就沒必要鉆進(jìn)為創(chuàng)新而創(chuàng)新的牛角尖。

“理想主義與工業(yè)化思維要融合，在理想與現(xiàn)實(shí)之間找到一條兼顧的道路。”上任之初，張啟應(yīng)立即著手大量工作，包括與董事長張傳衛(wèi)討論啟動三葉片機(jī)型的研制。

正是在對半直驅(qū)技術(shù)的落地過程中，明陽智能通過搭建產(chǎn)品研發(fā)體系，實(shí)現(xiàn)了真正意義的自主創(chuàng)新能力。

首先是掌握了創(chuàng)新背后的方法。張傳衛(wèi)是一位進(jìn)取型的實(shí)干家，對于創(chuàng)新有著相對積極的管理思路，這為明陽智能內(nèi)部創(chuàng)造了創(chuàng)新平臺與空間。除張啟應(yīng)所帶入的理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)外，明陽智能還下大力氣培養(yǎng)了整機(jī)、葉片、零部件設(shè)計團(tuán)隊(duì)，逐漸掌握機(jī)組最全面、底層、根本的設(shè)計方法與規(guī)律，使半直驅(qū)的技術(shù)應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化有章可循。

其次是整合國際資源。“明陽智慧，全球資源”是張啟應(yīng)的八字箴言。更通俗地說，就是由明陽智能進(jìn)行產(chǎn)品總體設(shè)計的把控，將所有系統(tǒng)平臺搭建起來，再與每個系統(tǒng)平臺中的全球最強(qiáng)機(jī)構(gòu)合作，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)技術(shù)與產(chǎn)品的優(yōu)化創(chuàng)新。

“我們知道自己想要什么，也知道他們會什么。”張啟應(yīng)說。例如，對于齒輪箱的設(shè)計，明陽智能分別與英國、瑞士、德國的相關(guān)機(jī)構(gòu)合作，充分發(fā)揮其各自優(yōu)勢，從而獲得最佳方案。

此外是建設(shè)安全可靠的供應(yīng)鏈。由于明陽智能掌握了超緊湊型半直驅(qū)的底層技術(shù)邏輯與全套設(shè)計能力，與部件商的合作可以更靈活，這使其具備了推動超緊湊型半直驅(qū)零部件國產(chǎn)化的實(shí)力。目前，明陽智能半直驅(qū)機(jī)組幾乎所有零部件均已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。

在張啟應(yīng)看來，最為津津樂道的是與某航空企業(yè)的合作：“一方面，海上風(fēng)電對于可靠性要求很高，我們在思索與類比，是什么樣的產(chǎn)品在可靠性上的要求最高，答案是航空航天產(chǎn)品;另一方面，明陽智能柔性銷技術(shù)與航空齒輪箱使用的技術(shù)如出一轍，航空齒輪箱生產(chǎn)廠家在這方面具備先天基因優(yōu)勢。恰逢這家航空企業(yè)有意進(jìn)入風(fēng)電行業(yè)，兩方合作一拍即合。”

通過多年布局，明陽智能對概念化的超緊湊型半直驅(qū)技術(shù)進(jìn)行了大量創(chuàng)新優(yōu)化，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地。例如對齒輪箱實(shí)施大量優(yōu)化升級;在整機(jī)的控制策略智能化水平方面也進(jìn)行了明顯提升，對機(jī)組進(jìn)一步降載;目前所采用的發(fā)電機(jī)，內(nèi)部磁鋼布置方式已經(jīng)由表貼式改為更可靠的鑲嵌式。

“我們經(jīng)常說想到、看到、做到。時至今日，超緊湊型半直驅(qū)技術(shù)成功產(chǎn)業(yè)化，這是明陽智能持續(xù)追求技術(shù)創(chuàng)新的結(jié)果。”張啟應(yīng)認(rèn)為。

推動大型化降低度電成本

在2020北京國際風(fēng)能大會暨展覽會上，明陽智能發(fā)布了MySE11-203與MySE6.25-172兩款海陸大容量機(jī)組，皆采用其超緊湊半直驅(qū)技術(shù)，機(jī)艙重量分別低于360噸與160噸。值得注意的是，MySE11-203是我國風(fēng)電機(jī)組風(fēng)輪直徑首次突破200米，最初定位于國際市場，目前已在國內(nèi)外均獲得訂單。

2020年，明陽智能發(fā)布MySE-11MW 風(fēng)電機(jī)組

由此看來，如果說哪家整機(jī)商最不予余力地推動機(jī)組大型化，明陽智能一定是答案之一。據(jù)張啟應(yīng)介紹，該公司已經(jīng)推出的產(chǎn)品只是大型化過程中的一員，明陽智能將借此與世界最頂級的海上風(fēng)電整機(jī)制造商同臺競技，進(jìn)一步推出16MW機(jī)型。

2021年，明陽智能宣布推出MySE 16.0-242 海上風(fēng)電機(jī)組

那么，明陽智能為什么如此堅定不移地走向大型化發(fā)展道路呢?背后邏輯應(yīng)該是市場需求與技術(shù)特質(zhì)所產(chǎn)生的雙重作用。

風(fēng)電開發(fā)要算明白經(jīng)濟(jì)賬。從行業(yè)視角來看，資源是珍貴的，機(jī)組大型化能夠更集約地利用風(fēng)能資源與土地資源，為風(fēng)電更大規(guī)模發(fā)展打下基礎(chǔ);從項(xiàng)目的視角來看，大型化使一定裝機(jī)規(guī)模下的機(jī)組數(shù)量減少，能降低基礎(chǔ)、運(yùn)維、吊裝等方面的成本;從產(chǎn)品的視角來看，由于機(jī)組主控與弱電系統(tǒng)在不同單機(jī)容量的成本差異不大，大型化有利于減少機(jī)組使用數(shù)量，從而降低主機(jī)產(chǎn)品單位千瓦造價。尤其是在海上風(fēng)電項(xiàng)目中，這表現(xiàn)得更明顯。海上風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)中一項(xiàng)重要的成本因素在海洋工程，吊裝計量單位為臺數(shù)而非容量。因?yàn)楹Ｉ系鯔C(jī)的容量可達(dá)數(shù)千噸，對機(jī)組的重量不敏感。

出于對度電成本更低的不懈追求，未來的市場需要更大容量機(jī)組已是不爭的事實(shí)，而半直驅(qū)的技術(shù)特質(zhì)，恰好具備滿足機(jī)組大型化發(fā)展的基本要素。

據(jù)張啟應(yīng)回憶，大型化是很早就出現(xiàn)的風(fēng)電機(jī)組發(fā)展方向，2003年已經(jīng)誕生了三款5MW機(jī)型，分別是330噸的Multbird半直驅(qū)機(jī)型、400多噸的Repower雙饋機(jī)型和500多噸的Enercon直驅(qū)機(jī)型。其中，前兩個機(jī)型或多或少與aerodyn的設(shè)計有關(guān)。機(jī)組重量在當(dāng)時即是整機(jī)設(shè)計要素之一，但在當(dāng)時的市場環(huán)境下，很多公司沒有認(rèn)識到其重要性，明陽智能則牢牢把握住契機(jī)。

與一些整機(jī)商的簡單放大相比，明陽智能因?yàn)檎莆樟说讓釉O(shè)計能力，可以從“零”開始對機(jī)型進(jìn)行大型化設(shè)計。張啟應(yīng)說：“就像一個孩子小時候長得很漂亮，但長大了會是另一個樣，明陽智能會通過掌握技術(shù)精髓實(shí)現(xiàn)真正意義的創(chuàng)新，而不是簡單放大。”

顯然，明陽智能更關(guān)心的是如何解決機(jī)組大型化所出現(xiàn)的挑戰(zhàn)，并努力通過提高自身設(shè)計能力和供應(yīng)商緊密合作解決問題。比如零部件大了后，制造工藝是不是能夠有效支撐，會否觸及到材料和工藝的性能極限，能否進(jìn)一步提升大容量機(jī)組的發(fā)電性能等。

我國首臺漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組啟運(yùn)。

令張啟應(yīng)感到欣慰的是，明陽智能海上漂浮式大容量機(jī)組技術(shù)的探索獲得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。“得益于半直驅(qū)技術(shù)，明陽智能的海上大容量機(jī)組不僅輕，還可靠，可以將浮體做得很小，降低系泊系統(tǒng)載荷。同時，輕量化意味著明陽智能的大容量機(jī)組成本更低，附加以更小的浮體，能進(jìn)一步降低項(xiàng)目的綜合成本。”

憑借著準(zhǔn)確的市場判斷與對半直驅(qū)技術(shù)的持續(xù)投入，明陽智能緊緊抓住了機(jī)組大型化機(jī)遇，在創(chuàng)新帶動降本增效的路上獲得行業(yè)越來越多的掌聲。與此同時，明陽智能也不再糾結(jié)怎樣在市場競爭中展示自身技術(shù)實(shí)力，而是充分利用自主創(chuàng)新能力，以更為堅定與自信的腳步，邁向前人未曾涉足的新天地。