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中材科技首席執(zhí)行官Bart Roorda:《中國葉片供應商面臨的挑戰(zhàn)》

2019-04-12 來源:東方風力發(fā)電網(wǎng) 瀏覽數(shù):2127

2019年4月11—12日,第五屆中國國際風電復合料高峰論壇(CWPC2019)于中國重慶隆重召開。在大會專題二:精雕細琢 巧奪天工——“智能設計、智慧制造”中,中材科技風電葉片股份有限公司首席執(zhí)行官Bart Roorda發(fā)表了題目為《中國葉片供應商面臨的挑戰(zhàn)》的精彩演講。

   2019年4月11—12日,第五屆中國國際風電復合料高峰論壇(CWPC2019)于中國重慶隆重召開。在大會專題二:精雕細琢 巧奪天工——“智能設計、智慧制造”中,中材科技風電葉片股份有限公司首席執(zhí)行官Bart Roorda發(fā)表了題目為《中國葉片供應商面臨的挑戰(zhàn)》的精彩演講。
 
  以下為演講實錄:


 
  當前我們在中國有7個廠房,總的生產(chǎn)線達到了60條,每年可以提供3500到4000套這樣的設備,主要的市場是中國的國內市場。在過去連續(xù)八年間,我們公司一直是市場的領導者,在去年我們交付了2300多套的設備,等同于是37.8G瓦的一個發(fā)電量,在國內市場占據(jù)的份額差不多是25%左右。
 
  自從我們07年創(chuàng)立以來,已經(jīng)交付了7萬多套的葉片設備,就像我所說的一樣,我們累積提供設備的發(fā)電量達到了30.8G瓦,我們也給世界上五大風電主機廠兩大主機廠提供我們的葉片和設備。絕大多數(shù)的葉片,都是我們自己設計,或者是我們自己獨立設計和研發(fā)的,我們自我研發(fā)能力很強,我們的使命和愿景,是成為一個國際第一線的葉片合作伙伴,而我們的愿景而言,我們的葉片是一個戰(zhàn)略性的業(yè)務組成部分,而不光是簡單的商品,所以說我們會給我們客戶一起來密切合作,提供一個優(yōu)化的解決方案。通過我們具有競爭力和高超的葉片設計,它同時又是可靠的,并且使用可控的葉片技術。我們經(jīng)過驗證可靠的設計和開發(fā)流程,同時我們有一個很高的能量輸出,以及降低它的一個載荷,通過我們先進的空氣動力學的設計,而且我們也通過了一系列廣泛的測試,我們是有這種較輕、低成本的葉片,采用了先進的設計理念,而且周期短,質量成本低。并且我們通過自動化流程和先進的檢測技術來實現(xiàn)可靠和受控的制造和交互。并且我們通過使用成熟合格的成熟工具來縮短我們的設計周期。我們的戰(zhàn)略策略業(yè)務范圍包括從葉片設計一開始到整個全周期的設計,當然了我們積極的進行葉片的設計,同時也進行制造技術方面的改進和革新。我們?yōu)橹圃旃に嚭驮O計的成本進行一個優(yōu)化,所以我們希望和我們客戶一起來能夠獲得一個優(yōu)化的風機和葉片的組合,來更好的提高效率降低成本。而且我們有很快的市場的響應時間,我們提供模塊化設計選擇,意味著我們是進行一個家族的設計,而我們使用同樣的設備,可以生產(chǎn)不同家族的設備,滿足不同程度的需求。而且我們進行標準化的設計,也可以實現(xiàn)成本的降低。
 
  現(xiàn)在我給大家分享的是當前的挑戰(zhàn),首先是趨勢,預期增長是存在的,但是增長比較平緩,所以中國的市場將不會再繼續(xù),在未來的幾年間保持強勢的增長,相比過去而言,雖然今年好像我們市場相比去年還得到了實質性較大的增長。總的市場規(guī)模達到了25—27G瓦,去年好像是22—23G瓦,這兩年實現(xiàn)了一個實質性巨大的增長,但是未來這種增長不會再持續(xù)。我們更多的是關注國際市場,就長遠而言,全球的市場還在繼續(xù)增長,這是一個總的大趨勢。
 
  另外一個趨勢,就是葉片變得越來越長,這是一個標定功率的葉片,他們正在試用于低風速的地區(qū),從一種類型到三種類型,四種類型,意味著你需要更大的風輪轉子,來進行一個優(yōu)化的電力的采集。另外一個現(xiàn)象呢,支持這樣的一個數(shù)據(jù)的現(xiàn)象,就是最新的設計正在越來越多的被投入使用。包括輕量化的測試,基于更大型的風輪轉子優(yōu)化系統(tǒng),正在得到廣泛的使用。與此同時,我們也看到了像一些具體電力部門的轉移,比如海上發(fā)電轉移的趨勢,所以風機變得越來越大。而功率也在增大,發(fā)電量也在增大,這也會造成我們的葉片長度不斷增加,給我們也帶來很大挑戰(zhàn),不僅是生產(chǎn)挑戰(zhàn),意味著我們需要不斷擴建我們的生產(chǎn)線,從物流和運輸角度來說。你們看到剛才的宣傳片,在丹麥運送88米葉片長的情況,這樣的運輸也是一個問題。
 
  這也使得我們要去把葉片運送到某個具體的地點是非常的具有挑戰(zhàn)性。但是我們做了很多嘗試,有些嘗試并不是很成功,因為這樣會增加成本。與此同時,我們正在研發(fā)85米長的葉片,我覺得85米長的葉片,現(xiàn)在這是中國海上發(fā)電的一個新的標準,我們看到歐洲海上發(fā)電的平臺更大,現(xiàn)在已經(jīng)提供更高G瓦風力發(fā)電的設備,還有更長的葉片,現(xiàn)在40兆瓦的設備正在研發(fā)中。這個過程中你們看到了這樣的增長,在未來幾年會持續(xù)。造成了風輪轉子直徑的增加,意味著我們的葉片也會變得越來越長。
 
  下一代的設計是基于低感應的設計,低感應的設計,意味著葉片是用電腦輔助的設計,這種低感應的設計,能夠讓我們減少葉片的負載,同時減少它的尾流效應,同時保證輸出的持續(xù)。我們也在努力降低噪音水平,同時也減少對于污染和侵蝕的一個敏感性,我們希望能夠把這些敏感性降低。而尖端區(qū)域的入流角也會大家相應的改善。當然了較低比的功率,更長的葉片會造成輸出的增加。
 
  另外一個趨勢就是產(chǎn)品的生命周期正在變得更短,過去葉片至少能用上5年,現(xiàn)在已經(jīng)縮短到三到四年了,1.5兆瓦的葉片正變成為為主流,渦輪機的升級也在加速,對于我們設計來說,也是一個很大的挑戰(zhàn),因為我們需要設計越來越多的葉片,而且讓這些葉片的生命周期縮短,所以在這個圖上,我們可以看到我們新的葉片類型,他們的研發(fā)情況,這是我們中材葉片所研制的情況。我們希望將整個設計自動化,這樣能夠讓不同的類型,不同型號的葉片之間有聯(lián)系,并且模塊化,我們將設計自動化減少設計的一個周期。在過去呢,光是進行分析就需要好幾周的時間,但是現(xiàn)在可能一到兩天時間就完成分析了。這是真的可以去增加設計的效率,同時也提高設計的可靠性。
 
  在圖表上可以看到一個總的模塊化設計,來滿足氣動分析的流程圖。需要減少的是,需要進行一個平行的研發(fā),縮短交付時間,盡快把產(chǎn)品交付給客戶。第33周可能就完成了,當前市場的趨勢,包括了增材制造和3D打印,其他的公司關注的是直接模具的設計,當前好像沒有實質性的優(yōu)勢。技術的進步我們會考慮使用這些新型技術,來提高我們的設計效率和設計。設計的流程需要加以控制,我們實施APOP的一個系統(tǒng),包括了質量還有對設計流程的一個評估,有五個階段,從市場調研到最后的投產(chǎn),推向市場這是一個非常系統(tǒng)化的流程,而它控制了所有設計的步驟,一直到我們最后交付給整機廠。同時將產(chǎn)品設計的新技術進行一個分離,為了減少風險,為了實現(xiàn)技術發(fā)展的話,我們在提高一個技術應用的效率,第六級的技術是一個成熟型的技術,而這種技術允許我們可以進行一個全面的測試。總共有九級的一個分類,為了能夠改善葉片的效率和性能,我們也進行了一個空氣動力學特性的設計,我們也分析流體動力學,我們也可以提供風動的實驗和現(xiàn)場的實驗。我們也可以在交付之后提供一系列的售后服務,其他的一系列趨勢,就像很多的嘉賓在昨天提到了。
 
  另外是平價上網(wǎng)的問題,還有能源需求方面的趨勢,對于中國的市場,我們看到從2017年開始投標價格在持續(xù)下跌,相比2016年低了9.1%,看一下風力發(fā)電機的這些成本,如果看到整個風機成本的20%到30%,是由葉片所決定的,如果進行一個成本的分解。所以葉片的成本對于整個風力發(fā)電的成本很關鍵。其中有30%—40%是由材料性能決定的,我們所使用葉片的材料,對于整個安裝風機成本占據(jù)了12%—13%,這是很多了,為了能夠降低風能成本,很重要就是要降低風力發(fā)電使用葉片的成本。與此同時,我們看到這個例子是來自于有一些,我們中材葉片的情況,在過去幾年間,價格下降20%左右,這是很有挑戰(zhàn)的,另外一方面在右手邊的曲線圖,原材料的成本沒有下降。原材料成本沒有那么多的下降,因為原材料的成本也出現(xiàn)了波動,主要是因為油價波動的原因,有20%的下跌,而談到勞動力成本,是我們這個成本分解中一個很重要組成部分,中國的勞動力成本在不斷的增加,所以說我們需要找到其他的方式,來支持我們不斷的去減少風能發(fā)電成本的努力,其中就包括了減少風力發(fā)電葉片制造成本的降低。
 
  昨天的嘉賓談到了一個直接灌注的技術,而這些技術不僅會降低勞動力成本,而且會降低材料成本,與此同時,能夠提高我們部件自身的質量,在某些情況,我們能夠獲得一些力學性能的改善,這樣可以提高葉片的效率,也就相應的降低了我們的成本。
 
  還有原材料方面,包括直接灌注,進行拉擠成型,通過拉擠成型來降低成本。另外一個方面,有一個非常優(yōu)越的力學性能,與此同時,熱加工也能夠是一個具有革命性的技術,比如說泵技術,而這些技術是基于可焊接的技術,這種技術是具有很大的一個潛力的。對于PUR的開發(fā),包括聚氨酯的搭接,環(huán)氧的搭接,我們也可以優(yōu)化,通過設計來優(yōu)化,在葉片上使用更少的材料,我們中材的葉片物理的損失,以及將長度和重量的聯(lián)系。絕大多數(shù)中材葉片的物理損失度更少,意味著中材葉片上使用的原材料更少,我覺得這是一個非常先進,非常輕量級的設計,非常好,以前是80噸,現(xiàn)在可能是30噸。
 
  我們正在設計越來越多的安全要素,安全的效應變得越來越關鍵。為了能夠在設計過程中保證安全性,應該更多關注于測試,來減少安全方面的風險。對于我們的中材葉片而言,我們有專門的實驗室進行材料的強度測試,我們有八個場地可以進行全尺寸、全范圍的測試。這是一個葉片測試設備,最長的葉片測度可以達到120米,有兩個在室外,有兩個在室內,可以同時進行四個葉片的設計。
 
  我下面給大家展示一個葉片測試的例子,有一個葉片測試的視頻,請大家觀看視頻。這是75米長的葉片,很遺憾另外一個視頻放不出來,我想要強調的是,葉片測試的重要性,特別是具有代表性的葉片測試,能夠降低風險,我的發(fā)言到此為止,非常感謝各位的聆聽。
 
  (發(fā)言由現(xiàn)場速記整理,未經(jīng)本人審閱)

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