中材科技首席执行官Bart Roorda:《中国叶片供应商面临的挑战》

2019-04-12 东方风力发电网 点击:266
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   2019年4月11—12日,第五届中国国际风电复合料高峰论坛(CWPC2019)于中国重庆隆重召开。在大会专题二:精雕细琢 巧夺天工——“智能设计、智慧制造”中,中材科技风电叶片股份有限公司首席执行官Bart Roorda发表了题目为《中国叶片供应商面临的挑战》的精彩演讲。

 

  以下为演讲实录:



 

  当前我们在中国有7个厂房,总的生产线达到了60条,每年可以提供3500到4000套这样的设备,主要的市场是中国的国内市场。在过去连续八年间,我们公司一直是市场的领导者,在去年我们交付了2300多套的设备,等同于是37.8G瓦的一个发电量,在国内市场占据的份额差不多是25%左右。

 

  自从我们07年创立以来,已经交付了7万多套的叶片设备,就像我所说的一样,我们累积提供设备的发电量达到了30.8G瓦,我们也给世界上五大风电主机厂两大主机厂提供我们的叶片和设备。绝大多数的叶片,都是我们自己设计,或者是我们自己独立设计和研发的,我们自我研发能力很强,我们的使命和愿景,是成为一个国际第一线的叶片合作伙伴,而我们的愿景而言,我们的叶片是一个战略性的业务组成部分,而不光是简单的商品,所以说我们会给我们客户一起来密切合作,提供一个优化的解决方案。通过我们具有竞争力和高超的叶片设计,它同时又是可靠的,并且使用可控的叶片技术。我们经过验证可靠的设计和开发流程,同时我们有一个很高的能量输出,以及降低它的一个载荷,通过我们先进的空气动力学的设计,而且我们也通过了一系列广泛的测试,我们是有这种较轻、低成本的叶片,采用了先进的设计理念,而且周期短,质量成本低。并且我们通过自动化流程和先进的检测技术来实现可靠和受控的制造和交互。并且我们通过使用成熟合格的成熟工具来缩短我们的设计周期。我们的战略策略业务范围包括从叶片设计一开始到整个全周期的设计,当然了我们积极的进行叶片的设计,同时也进行制造技术方面的改进和革新。我们为制造工艺和设计的成本进行一个优化,所以我们希望和我们客户一起来能够获得一个优化的风机和叶片的组合,来更好的提高效率降低成本。而且我们有很快的市场的响应时间,我们提供模块化设计选择,意味着我们是进行一个家族的设计,而我们使用同样的设备,可以生产不同家族的设备,满足不同程度的需求。而且我们进行标准化的设计,也可以实现成本的降低。

 

  现在我给大家分享的是当前的挑战,首先是趋势,预期增长是存在的,但是增长比较平缓,所以中国的市场将不会再继续,在未来的几年间保持强势的增长,相比过去而言,虽然今年好像我们市场相比去年还得到了实质性较大的增长。总的市场规模达到了25—27G瓦,去年好像是22—23G瓦,这两年实现了一个实质性巨大的增长,但是未来这种增长不会再持续。我们更多的是关注国际市场,就长远而言,全球的市场还在继续增长,这是一个总的大趋势。

 

  另外一个趋势,就是叶片变得越来越长,这是一个标定功率的叶片,他们正在试用于低风速的地区,从一种类型到三种类型,四种类型,意味着你需要更大的风轮转子,来进行一个优化的电力的采集。另外一个现象呢,支持这样的一个数据的现象,就是最新的设计正在越来越多的被投入使用。包括轻量化的测试,基于更大型的风轮转子优化系统,正在得到广泛的使用。与此同时,我们也看到了像一些具体电力部门的转移,比如海上发电转移的趋势,所以风机变得越来越大。而功率也在增大,发电量也在增大,这也会造成我们的叶片长度不断增加,给我们也带来很大挑战,不仅是生产挑战,意味着我们需要不断扩建我们的生产线,从物流和运输角度来说。你们看到刚才的宣传片,在丹麦运送88米叶片长的情况,这样的运输也是一个问题。

 

  这也使得我们要去把叶片运送到某个具体的地点是非常的具有挑战性。但是我们做了很多尝试,有些尝试并不是很成功,因为这样会增加成本。与此同时,我们正在研发85米长的叶片,我觉得85米长的叶片,现在这是中国海上发电的一个新的标准,我们看到欧洲海上发电的平台更大,现在已经提供更高G瓦风力发电的设备,还有更长的叶片,现在40兆瓦的设备正在研发中。这个过程中你们看到了这样的增长,在未来几年会持续。造成了风轮转子直径的增加,意味着我们的叶片也会变得越来越长。

 

  下一代的设计是基于低感应的设计,低感应的设计,意味着叶片是用电脑辅助的设计,这种低感应的设计,能够让我们减少叶片的负载,同时减少它的尾流效应,同时保证输出的持续。我们也在努力降低噪音水平,同时也减少对于污染和侵蚀的一个敏感性,我们希望能够把这些敏感性降低。而尖端区域的入流角也会大家相应的改善。当然了较低比的功率,更长的叶片会造成输出的增加。

 

  另外一个趋势就是产品的生命周期正在变得更短,过去叶片至少能用上5年,现在已经缩短到三到四年了,1.5兆瓦的叶片正变成为为主流,涡轮机的升级也在加速,对于我们设计来说,也是一个很大的挑战,因为我们需要设计越来越多的叶片,而且让这些叶片的生命周期缩短,所以在这个图上,我们可以看到我们新的叶片类型,他们的研发情况,这是我们中材叶片所研制的情况。我们希望将整个设计自动化,这样能够让不同的类型,不同型号的叶片之间有联系,并且模块化,我们将设计自动化减少设计的一个周期。在过去呢,光是进行分析就需要好几周的时间,但是现在可能一到两天时间就完成分析了。这是真的可以去增加设计的效率,同时也提高设计的可靠性。

 

  在图表上可以看到一个总的模块化设计,来满足气动分析的流程图。需要减少的是,需要进行一个平行的研发,缩短交付时间,尽快把产品交付给客户。第33周可能就完成了,当前市场的趋势,包括了增材制造和3D打印,其他的公司关注的是直接模具的设计,当前好像没有实质性的优势。技术的进步我们会考虑使用这些新型技术,来提高我们的设计效率和设计。设计的流程需要加以控制,我们实施APOP的一个系统,包括了质量还有对设计流程的一个评估,有五个阶段,从市场调研到最后的投产,推向市场这是一个非常系统化的流程,而它控制了所有设计的步骤,一直到我们最后交付给整机厂。同时将产品设计的新技术进行一个分离,为了减少风险,为了实现技术发展的话,我们在提高一个技术应用的效率,第六级的技术是一个成熟型的技术,而这种技术允许我们可以进行一个全面的测试。总共有九级的一个分类,为了能够改善叶片的效率和性能,我们也进行了一个空气动力学特性的设计,我们也分析流体动力学,我们也可以提供风动的实验和现场的实验。我们也可以在交付之后提供一系列的售后服务,其他的一系列趋势,就像很多的嘉宾在昨天提到了。

 

  另外是平价上网的问题,还有能源需求方面的趋势,对于中国的市场,我们看到从2017年开始投标价格在持续下跌,相比2016年低了9.1%,看一下风力发电机的这些成本,如果看到整个风机成本的20%到30%,是由叶片所决定的,如果进行一个成本的分解。所以叶片的成本对于整个风力发电的成本很关键。其中有30%—40%是由材料性能决定的,我们所使用叶片的材料,对于整个安装风机成本占据了12%—13%,这是很多了,为了能够降低风能成本,很重要就是要降低风力发电使用叶片的成本。与此同时,我们看到这个例子是来自于有一些,我们中材叶片的情况,在过去几年间,价格下降20%左右,这是很有挑战的,另外一方面在右手边的曲线图,原材料的成本没有下降。原材料成本没有那么多的下降,因为原材料的成本也出现了波动,主要是因为油价波动的原因,有20%的下跌,而谈到劳动力成本,是我们这个成本分解中一个很重要组成部分,中国的劳动力成本在不断的增加,所以说我们需要找到其他的方式,来支持我们不断的去减少风能发电成本的努力,其中就包括了减少风力发电叶片制造成本的降低。

 

  昨天的嘉宾谈到了一个直接灌注的技术,而这些技术不仅会降低劳动力成本,而且会降低材料成本,与此同时,能够提高我们部件自身的质量,在某些情况,我们能够获得一些力学性能的改善,这样可以提高叶片的效率,也就相应的降低了我们的成本。

 

  还有原材料方面,包括直接灌注,进行拉挤成型,通过拉挤成型来降低成本。另外一个方面,有一个非常优越的力学性能,与此同时,热加工也能够是一个具有革命性的技术,比如说泵技术,而这些技术是基于可焊接的技术,这种技术是具有很大的一个潜力的。对于PUR的开发,包括聚氨酯的搭接,环氧的搭接,我们也可以优化,通过设计来优化,在叶片上使用更少的材料,我们中材的叶片物理的损失,以及将长度和重量的联系。绝大多数中材叶片的物理损失度更少,意味着中材叶片上使用的原材料更少,我觉得这是一个非常先进,非常轻量级的设计,非常好,以前是80吨,现在可能是30吨。

 

  我们正在设计越来越多的安全要素,安全的效应变得越来越关键。为了能够在设计过程中保证安全性,应该更多关注于测试,来减少安全方面的风险。对于我们的中材叶片而言,我们有专门的实验室进行材料的强度测试,我们有八个场地可以进行全尺寸、全范围的测试。这是一个叶片测试设备,最长的叶片测度可以达到120米,有两个在室外,有两个在室内,可以同时进行四个叶片的设计。

 

  我下面给大家展示一个叶片测试的例子,有一个叶片测试的视频,请大家观看视频。这是75米长的叶片,很遗憾另外一个视频放不出来,我想要强调的是,叶片测试的重要性,特别是具有代表性的叶片测试,能够降低风险,我的发言到此为止,非常感谢各位的聆听。

 

  (发言由现场速记整理,未经本人审阅)



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