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。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會(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。
本屆大會(huì)以“碳中和——風(fēng)電發(fā)展的新機(jī)遇”為主題，歷時(shí)四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對(duì)話、創(chuàng)新劇場(chǎng)以及關(guān)于“國(guó)際成熟風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“國(guó)際新興風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“風(fēng)電設(shè)備智能運(yùn)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(gè)分論壇。能見App全程直播本次大會(huì)。
其中，10月19日海上風(fēng)電發(fā)展論壇隆重召開。Polytech應(yīng)用工程師周銘出席會(huì)議并演講。
以下為發(fā)言全文：
周銘：大家好，很榮幸能給大家進(jìn)行一個(gè)風(fēng)機(jī)葉片前緣防護(hù)技術(shù)的交流，這里先來看一下葉片前緣腐蝕問題，剛才劉總也說了，丹麥?zhǔn)侨澜绲谝粋€(gè)海上風(fēng)場(chǎng)，在1991年運(yùn)營(yíng)的一個(gè)，葉輪直徑只有35米的一個(gè)風(fēng)機(jī)。在停止運(yùn)營(yíng)之后，即使是那么小一個(gè)風(fēng)機(jī)，它也有前緣腐蝕的情況。所以像前緣腐蝕這種情況，它只是一個(gè)時(shí)間問題，它早晚都會(huì)在風(fēng)機(jī)葉片上出現(xiàn)的。
腐蝕的主要原因就是因?yàn)橛晁臎_擊，我們稱之為雨蝕，會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)葉片表面材料進(jìn)行沖擊，沖擊完之后會(huì)發(fā)生一個(gè)材料逐漸剝離的情況。前緣腐蝕首先是對(duì)空氣的動(dòng)力會(huì)造成干擾，會(huì)影響你的氣動(dòng)，從而導(dǎo)致年發(fā)電量的損失。我們現(xiàn)在看出來，年發(fā)電量損失最多可以達(dá)到5%到6%的程度。風(fēng)機(jī)前緣防護(hù)的材料，現(xiàn)在主流有三種，第一種是涂料，是最早的方法，涂料的方法出現(xiàn)在風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在65米每秒左右的時(shí)候。第二種就是膠帶，膠帶這種材料出現(xiàn)在風(fēng)機(jī)的75米到80米，它發(fā)明面世的階段。接下來就是一個(gè)前緣的軟殼，這是我們公司的產(chǎn)品，出現(xiàn)在風(fēng)機(jī)90米每秒左右一個(gè)時(shí)刻。
我們把腐蝕分成幾個(gè)等級(jí)，到等級(jí)四階段，你的風(fēng)機(jī)發(fā)電量損失會(huì)達(dá)到5%到6%的程度。損失的程度，對(duì)你修復(fù)葉片產(chǎn)生一個(gè)困難，程度越高修復(fù)葉片就越困難，修復(fù)的成本也會(huì)越高。我們這邊先介紹一下前緣防護(hù)解決方案，就是一米的軟殼，是定制化設(shè)計(jì)，可以根據(jù)葉片外形進(jìn)行定制，可以完美適合各種類型的葉片。我們的前院防護(hù)模有壓敏膠，方便你在風(fēng)機(jī)改造現(xiàn)場(chǎng)也方便在工廠進(jìn)行安裝。它上面還有二維碼，二維碼可以對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行全程的追溯。我們ELLE時(shí)間線是這樣的，這個(gè)風(fēng)機(jī)現(xiàn)在在丹麥的海邊，每隔一年會(huì)看一下，至今為止沒有任何腐蝕情況也沒有其他的問題。到2017年，我們開始已經(jīng)上批量了，在2018年的時(shí)候，我們庫里面已經(jīng)擁有各種各樣的葉片軟殼，不管什么樣的葉片，我們都有一個(gè)形狀可以給你做一個(gè)適配。到了去年，我們有一個(gè)爆發(fā)式的增長(zhǎng)，大家都開始重視前緣的問題，也開始使用了我們的這個(gè)。到今年有一個(gè)壓敏膠，可以讓庫存時(shí)間長(zhǎng)達(dá)18個(gè)月，基本上可以覆蓋整個(gè)葉片的生命周期。這邊是一個(gè)交付區(qū)域，我們?cè)谑澜绺鞯囟加薪桓?，各種各樣的環(huán)境都有，北面饑寒的阿拉斯加，還有菲律賓都有應(yīng)用，最多的是在歐洲和美國(guó)，中國(guó)是從2018年開始進(jìn)行的安裝情況，這個(gè)在全世界范圍內(nèi)已經(jīng)有三萬個(gè)葉片的業(yè)績(jī)。
使用的是“即插即用方案”，ELLE為現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)而設(shè)計(jì)，使用吊繩或吊籃都可以進(jìn)行安裝，快速安裝流程確保最短的停機(jī)時(shí)間。ELLE可以在多重氣候條件下安裝. 溫度范圍5攝氏度到35攝氏度，相對(duì)溫度30-90攝氏度，安裝過程無HSE危害。
講完這個(gè)之后，我們也提一下新的DNV-GL，現(xiàn)在從2018年2月份DNV-GL出了一個(gè)新的規(guī)范，就是0171，這個(gè)規(guī)范針對(duì)于雨蝕的測(cè)試，跟以前的標(biāo)準(zhǔn)最大的優(yōu)點(diǎn)不是說夜間速度有變化，或者說雨量有變化，最大的優(yōu)點(diǎn)說明在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中必須要采集什么樣的數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)稍候會(huì)提到的。與此同時(shí)去年年底，DNV-GL有一個(gè)實(shí)踐性的規(guī)范就是0573規(guī)范，結(jié)合之前0171，可以通過一系列現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，收集完這些數(shù)據(jù)就可以知道，如何評(píng)估一個(gè)前緣防護(hù)的系統(tǒng)，它在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的時(shí)間，評(píng)估前緣防護(hù)系統(tǒng)的壽命。
這兩個(gè)規(guī)范都是由行業(yè)內(nèi)自發(fā)的組織形成的，像圖上這些公司都是這個(gè)組織的成員，大家集體商討推出這樣一個(gè)新的前緣腐蝕規(guī)范。我們現(xiàn)在來看一下0171測(cè)試規(guī)范，測(cè)試的規(guī)范是有一個(gè)失效模式，進(jìn)行雨蝕測(cè)試的目的是評(píng)價(jià)特定沖擊速度下（雨滴）沖擊數(shù)量與損傷的關(guān)聯(lián)性，這種情況下失效模式通過可視化的“初蝕”和“擊穿”來進(jìn)行評(píng)價(jià)。做完測(cè)試之后，我們可以看一下右下角這張圖，在沖擊速度和沖擊數(shù)量上可以建立一個(gè)線性的曲線。也就是說，當(dāng)我的這個(gè)在什么樣的沖擊速度，在什么樣一個(gè)雨水沖擊量之下會(huì)產(chǎn)生這樣一個(gè)情況，我們可以把它定義成這樣一條曲線出來，把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集下來定義曲線。之前很多客戶就問我們，我用100米每秒或者160每秒做出來的有什么區(qū)別？這個(gè)新的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就可以很好解釋，你在不同的速度條件下，它的失效模式到底是什么樣的。
我們?cè)倏匆幌?573，它需要收集一系列材料數(shù)據(jù)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定義了對(duì)于前緣防護(hù)材料和系統(tǒng)的測(cè)試程序。測(cè)試結(jié)果可以用于評(píng)價(jià)前緣防護(hù)系統(tǒng)的耐用性。材料性能：密度，音速，厚度，接下來還有0171測(cè)試的性能，比如說抗雨蝕性能、剝離附著強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度。收集完材料本身數(shù)據(jù)之后，我們?cè)偈占幌嘛L(fēng)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，比如說風(fēng)場(chǎng)的位置或者是年降雨量是多大，風(fēng)機(jī)的葉片長(zhǎng)度，風(fēng)機(jī)的高度，還有當(dāng)?shù)氐钠骄L(fēng)速和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。收集完這些數(shù)據(jù)之后，我們就可以進(jìn)行一個(gè)評(píng)估，評(píng)估的方法大致就是這樣的，首先先用剛才說的0171建立一個(gè)速度和數(shù)量的曲線。測(cè)試條件分這么幾個(gè)，有一個(gè)雨滴的大小，有一個(gè)旋轉(zhuǎn)速度，一直要做到材料發(fā)生初蝕之后。這邊也提一下，各個(gè)因素影響的效果是這樣的，像旋轉(zhuǎn)速度是最影響測(cè)試結(jié)果的，根據(jù)材料特性、風(fēng)機(jī)和環(huán)境輸入數(shù)據(jù)，可以為前緣防護(hù)系統(tǒng)對(duì)特定場(chǎng)地和特定風(fēng)機(jī)的耐久性進(jìn)行分類。
雨數(shù)據(jù)：通過了解給定場(chǎng)地的年降雨量來獲取降雨數(shù)據(jù)。我們目前正致力于建立一個(gè)全球降雨地圖，因此通過了解該地點(diǎn)的緯度和經(jīng)度，我們可以相當(dāng)準(zhǔn)確地，估計(jì)年降雨量。風(fēng)數(shù)據(jù)：由平均風(fēng)速和風(fēng)機(jī)的葉尖速比（TSR）確定。我們能夠依此計(jì)算葉片在特定速度旋轉(zhuǎn)的時(shí)間。
RP-00573：基于DNVGL RP0171建立VN曲線、使用ASTM E739計(jì)算VN特征曲線、使用Springer 模型確定雨蝕強(qiáng)度、計(jì)算確定特定站點(diǎn)和風(fēng)機(jī)的前緣防護(hù)系統(tǒng)的生命周期。
當(dāng)然這里只能拿我們自己的進(jìn)行模擬，因?yàn)槭稚蠜]有其他的簽約防護(hù)的資料。這邊有一個(gè)混合型的方案，也是市面上比較常用的方案，像這一個(gè)50米的葉片，它在0到30米位置用的是前緣防護(hù)期，這里是用的膜。這里有一個(gè)一的曲線，這個(gè)是表示比初蝕更嚴(yán)重的腐蝕，這個(gè)相當(dāng)于比圖片上，那邊有一個(gè)圖片，圖片上的點(diǎn)更小的腐蝕，還沒有出現(xiàn)點(diǎn)蝕的情況。這個(gè)葉片運(yùn)行完十年之后的情況，你們可以看到像七的話，基本上腐蝕往上已經(jīng)偏高了，甚至再運(yùn)行十年可能就會(huì)出現(xiàn)這樣一個(gè)初蝕的情況，我們的膜還是比較穩(wěn)定的。
我們?cè)谧鐾赀@些分析之后，我們還可以收集一下風(fēng)場(chǎng)的信息，就是剛才說的按照列表收集一下這些信息。收集完這些信息之后，我們可以給任意一個(gè)風(fēng)場(chǎng)出一個(gè)報(bào)告，就像現(xiàn)在這個(gè)圖上是在澳大利亞風(fēng)場(chǎng)的報(bào)告，它是一個(gè)79米的葉片，它的葉尖轉(zhuǎn)速是88每秒，風(fēng)場(chǎng)年降雨量比較高，相當(dāng)于在廣東或者是海南那邊比較高的情況。這樣做下來之后，我們的膜可以做到在20年之后才會(huì)產(chǎn)生初蝕，但是普通的漆只能做到0.4年，差不多五個(gè)月的樣子就會(huì)產(chǎn)生初蝕。左下角那張圖有一個(gè)波浪曲線，你在進(jìn)行一個(gè)一年或者是兩年的周期，你要對(duì)這樣一個(gè)前緣防護(hù)期進(jìn)行修復(fù)，但是如果使用這個(gè)膜就不需要進(jìn)行修復(fù)。如果有需要的話，我們可以為任何一個(gè)站點(diǎn)都出這樣一個(gè)報(bào)告，這也是根據(jù)剛才說的0574做的一個(gè)報(bào)告。
同樣也可以說看一下前緣腐蝕對(duì)度電成本造成一個(gè)什么樣的影響，剛才也說了，前緣腐蝕會(huì)造成5%到6%年發(fā)電量的影響，同時(shí)也會(huì)增加維護(hù)成本。這里有另外一個(gè)算法，結(jié)合剛才的風(fēng)場(chǎng)報(bào)告，你們能夠提供風(fēng)場(chǎng)的電價(jià)，風(fēng)場(chǎng)的一些維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)之后。我們可以算一下，如果使用我們的投資回報(bào)率是什么樣的。這邊是一個(gè)案例，這是在阿拉斯加的風(fēng)場(chǎng)，風(fēng)機(jī)比較冷，用的是1.5兆瓦的風(fēng)機(jī)，風(fēng)速8.5米每秒，當(dāng)?shù)丨h(huán)境比較惡劣，葉片長(zhǎng)度只有37.3。這個(gè)風(fēng)場(chǎng)受到前緣腐蝕問題非常嚴(yán)重，所以它也評(píng)估了各種各樣的方案，最后也選擇了我們這個(gè)膜的方案。
使用這個(gè)膜之后，我們算了一下當(dāng)?shù)氐耐度?，即使是像這么小一個(gè)風(fēng)機(jī)，使用三年之后可以把這個(gè)成本直接覆蓋掉。也就是說，你三年之后就可以把這個(gè)成本給收回來。
以上就是我這邊介紹的內(nèi)容，如果大家有興趣可以到我們展臺(tái)跟我們?cè)僖淮芜M(jìn)行交流，謝謝大家！
（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）
評(píng)論