На неотдавнашния"Китайска офшорна вятърна енергийна технологична конференция,"основна реч беше изнесена от генералния мениджър на офшорната продуктова линия. Той подчерта, че настоящите тесни места в офшорните вятърни турбини на Китай се крият в лопатките и основните лагери. Като се има предвид голямото търсене на офшорни вятърни турбини, за производителите е от решаващо значение да се съсредоточат върху предоставянето на решения, които гарантират възвръщаемост на инвестициите въз основа на наличните вериги за доставки, като по този начин подкрепят устойчивото развитие на офшорната вятърна енергия в Китай.

Пътуване на развитието на лопатките на вятърните турбини

Направен е преглед на развитието на лопатките на вятърните турбини в Европа и Китай. Между 1991 г. и 2015 г. Китай беше последовател по отношение на мощността на турбината и размера на лопатките. Въпреки това до 2017 г. Китай е разработил вятърна турбина с диаметър 171 метра, надминавайки европейските 164 метра. До 2019 г. и Европа, и САЩ въведоха още по-големи турбини с диаметър 220 метра. Това равенство в размера на турбината означава, че Китай и Европа сега са на подобно ниво в развитието на офшорни вятърни турбини.

Предизвикателства и иновации във вятърната енергия

Според известно световно научно списание, тъй като офшорните вятърни турбини нарастват по размер, секторът на вятърната енергия е изправен пред значителни предизвикателства в аеродинамиката, структурната динамика и хидродинамиката. Изследванията в тези фундаментални научни области не са в крак с нарастващите диаметри на турбините. За разлика от авиационната индустрия, която не е виждала размах на крилете на самолета да надвишава 80 метра дори след един век, индустрията за вятърна енергия за по-малко от четири десетилетия е достигнала диаметър на турбините от 200 метра.

Беше подчертано значението на постепенния напредък в инженерния и технологичния напредък. Увеличаването на дължината на острието изисква пробиви в материалите и производствените технологии. Разчитането само на съществуващи технологии за увеличаване на размера на лопатките е недостатъчно за подпомагане на по-нататъшното развитие на офшорната вятърна енергия.

Необходимостта от материали за воал от въглеродни влакна

За да поддържа по-дълги офшорни перки, индустрията трябва да се впусне в"неизследвана територия"материали от въглеродни влакна. Този преход отразява ситуацията отпреди десетилетие, когато Китай трябваше да лицензира проекти на остриета от европейски компании, като основните материали и оборудване се доставят от немски или японски компании. Големите инвестиции в матрици, дългите срокове и незрелите технологии на процеса допълнително усложняват разработката, правейки ефективността на обработка на остриета с големи размери значително по-ниска от тази на масовите остриета с 3-4 пъти. Това представлява голямо затруднение при осигуряването на жизнеспособност на проекта при настоящите сценарии за широкомащабни офшорни вятърни инсталации в Китай. Завесата от въглеродни влакна е от съществено значение за следващото поколение вятърни турбини, като отговаря както на необходимостта от здравина, така и на олекотени свойства.

Предизвикателства във веригата за доставки на основни лагери

Основният лагер е друго тясно място, произтичащо от предизвикателства при проектиране, проблеми с веригата за доставки и сложност на инсталирането. По-конкретно, веригата за доставки на големи офшорни основни лагери на турбини е изправена пред три ключови предизвикателства:

1. Диаметърът на основния лагерен пръстен често надвишава 2 метра, надминавайки капацитета на повечето налични машини.

2. Има само два основни доставчика, които изискват резервации на капацитет поне една година предварително.

3. Местните доставчици в момента нямат възможностите за проектиране и обработка на такива големи лагери.

Решения и иновации в лагерната технология

Приемането на двойна СРБ технология за конфигурации на основни лагери осигурява поддръжка за 5-6 MW турбини с диаметър в рамките на 1,5 метра. Това решение, подкрепено от стабилна глобална верига за доставки, позволява участието на местни доставчици в проектирането и производството. Обратно, технологиите, изискващи по-големи диаметри, като двоен TRB и ДРТРБ, са изправени пред значителни предизвикателства пред капацитета и ефективността.

Оптимизиране на производителността на офшорните вятърни турбини

Въпреки предизвикателствата, компанията остава уверена в предоставянето на офшорни вятърни решения, които носят положителна възвръщаемост на инвестициите. Беше създадена изчерпателна карта на изравнените разходи за енергия (LCOE) за офшорните вятърни паркове в Китай, насочваща дефиницията на турбините и помагаща на разработчиците да идентифицират печеливши проекти. Фокусът не е върху капацитета на турбината, а върху LCOE, като производството на електроенергия е най-критичният фактор.

Регионални адаптации и анализ на чувствителността на LCOE

Различните региони изискват различни комбинации от мощност на турбината и диаметър на ротора за оптимизиране на LCOE. Компанията проведе анализи на чувствителността на LCOE за райони със силен вятър като Фуджиан, райони със слаб вятър като Гуанси и райони със среден слаб вятър като Джъдзян. Констатациите показват, че турбини с мощност 6-8 MW са оптимални за сценарии със силен вятър, докато турбини с мощност 4-6 MW са най-добри за сценарии с слаб до средно слаб вятър. По-ниските скорости на вятъра налагат по-големи диаметри на ротора и обратно. Използването на воал от въглеродни влакна в тези турбини е от решаващо значение за постигане на желаната производителност и ефективност.

Справяне със загубите от вълни в офшорни вятърни паркове

Офшорните вятърни паркове в Китай са изправени пред по-големи загуби от следи от европейските колеги поради по-гъсто разположение, по-ниска скорост на вятъра и по-стабилна атмосфера. Оценка на близо 1,5 GW капацитет на офшорна турбина разкри, че първоначалните оценки на загубите от вълната са били около 2% твърде ниски. Усилията за намаляване на загубите от събуждане чрез технология за контрол на груповото събуждане доведоха до 3-4% увеличение на генерирането на електроенергия. Тъй като плановете на офшорните вятърни паркове стават по-плътни, стойността на технологията за групово събуждане става все по-значима. Внедряването на въглерод Фибри воал в дизайна на перката не само подобрява производителността, но и смекчава въздействието на загубите от събуждане.