中材科技风电叶片认证工程师丁惢在2020北京国际风能大会暨展览会(CWP 2020)上发表了关于“低度电成本大叶片的边界寻优设计”主题演讲。
以下为发言实录:
丁惢:各位同仁下午好,我从进入公司来说最先接触的是材料结构设计以及产品认证,然后做产品的开发,另外在最近这几年也有做气动相关的一些开发,所以我个人认为在设计开发方面我自己还是有些各方面模块的经验,因此在这里跟大家分享一下。
首先是评价的背景,这个是整个行业的背景,对于我们部件设计会引发什么样的输入和问题,基于这个背景情况我介绍了大型号的设计边界的巡游过程,当然也有其他的问题和考虑。
对于平价这件事情并不是国内的特性,在主要的风能区,中国占比是较少的,整体上来说在全世界主要的风能区,大家都是在走平价的趋势,平价不只是市场行为,可以看到根据数据,我们在跟火电相比情况下,风电成本是一直在下降的,其实在这一点上国际上的通用认可是因为技术的进步也极大的改变了性能。国内的抢装大家都比较熟悉了,市场需要评价,好的是技术也能推动平价,当然我们整个行业也希望实现平价。
我们在谈低度电成本的时候会有COE、LCOE,它到底是什么,我们整个风厂运行有运行成本,还有退役成本,每年对发电量进行对标,本身还是经济学的指标,对于叶片来说到底要考虑的,除了载荷重量、年发电量EP,还有时间,时间决定了我们还需要对可靠性、适应性以及风场环境影响带来的考虑。设计初期去考虑部件的过程,还需要考虑全使命周期运行,以及时间带来的运行方面和技术方面的影响。
基于叶片设计开发的问题,我们会有风带来的载荷,选取不同的异型,还有测试和结构的部分。首先输入、气动选择、气动设计、气动性能分析,对它进行性能迭代;其次会对于材料、工艺、结构进行设计,气动和结构进行迭代,和整机进行所谓的匹配,这个匹配当中得到叶片的疲劳载荷,对它进行校荷,这是我们常说的叶片结构设计和校荷,交互最多的是整机匹配迭代过程。
大家一直在喊平价的时候,我们要以什么样的原则,用部件跟整机匹配达到目的,所以流程当中还是以静空载荷作为首要要求。怎样实现部件的平价设计,最重要的是设计说明,设计与需求,设计与输入。怎么从这个角度提出叶片设计的目标,第一,作为一个多维度、多学科、多原则的设计过程,载荷的占比仍然是重要的,重量决定了叶片的成本,所以同样重要,还有怎么样把LCOE这个指标放到叶片设计里面来。