提高风能转换效率是关键
风机并不能将所有流经的风力能源转 换成电力,理论上最高转换效率约为59%,实际上大多数叶片转换风能效率介于30%~50%之间。叶片被视为风力发电系统的核心部件,捕风能力的提高与叶片的形状、长度和面积有密切关系,叶片尺寸的大小则主要依赖于制造材料。
据浙江恒逸集团研究院高级工程师覃芮介绍,目前国内外风机主要有水平轴和垂直轴两大类,其中又以水平轴升力型居多。
据了解,叶片材料曾选用过木材和金属。近些年来,大型风机叶片基本上由各种复合材料制成,上海玻璃钢研究所工程师陈宗来等专家指出,前几年大型风机叶片多采用玻璃纤维复合材料,后来又开始采用碳纤维增强等方法。
虽然叶片长度直接决定着风机的单位功率,但它并非越长越好。根据东方汽轮机有限公司高级工程师赵萍等人的观点,叶片的选用不仅应该考虑气动效率、能量转换效率,还必须考虑到海拔高度,以及当地风速分布等。单从叶片长度无法判断其优劣,只有进行完整的方案比较论证,才能确定叶片的最佳长度。
风电设备行业正在复苏
几年来,风电设备企业一路经历爆发、低潮,如今又站在复苏的门槛上,既有机遇,也有挑战。2012年,我国取代美国成为世界第一风电大国。
在7月初上海国际海上风电及风电产业链大会上,荷兰PontisEngineering中国区总经理MartijnVanBreugel曾谈到海上风电叶片面临的几个挑战。首先是风机的负荷(海上风机叶片大约有40吨),其次是运输和安装,以及黏合剂的应用和涂装等。
某种程度上,这些或多或少也是所有风电叶片企业需要在未来解决的共同问题。
张晓明提醒,与欧洲风电强国相比,我国叶片核心技术研究深度不够,在专利数量、质量方面差距不小。叶片还有许多需要深入开展的工作,比如,提高大型风电叶片的气动设计和结构设计,尤其是针对海上风电叶片的材料应用研究、成型工艺优化等。