2020年8月6日，第六屆中國國際風電復合材料高峰論壇于浙江省桐鄉市振石大酒店召開，本屆高峰論壇的主題為“提質增效，海陸并舉，迎戰平價 ”。
在海外對接環節中，WINDnovation GmbH董事總經理Dr.-Ing. Roland Stoer做了題為《126米長大兆瓦葉片的研發與設計》的演講。以下為發言實錄：
大家好！很榮幸今天有機會來參與這次會議，雖然是視頻的方式，今天我想向大家介紹公司設計的126米長的葉片就研發和設計進行分享。
我今天演講的內容主要有以下幾個方面，首先對WINDnovation做介紹，另外對葉片設計面臨的挑戰進行介紹。
WINDnovation主要從事葉片的設計，目前有來自6個國家的30位全職工程師，業務遍及全球。
除了葉片設計之外，我們還做葉片生產技術轉讓，WINDnovation目前已經通過ISO9000的認證。
下一代風機將會是真正的龐然大物，風機的體積和容量每年都在增長。
目前為止，在研發126米葉片可以是目前最大的葉片，如何保證氣動效率是很重要的問題，目前缺少一些科學驗證和證據。現在能做得是使用最先進的計算模型進行計算，具體計算效果和實際的應用狀況是否一致也需要在后期的運行過程中進行驗證。
關于葉片設計的挑戰是隨著葉片長度增加，葉片的重量也在增加，葉片長度從10米到100米的變化，質量也雖然長度增加而增加。在葉片達到90米長以后，長度和重量變化關系出現了轉折，因為使用了拉擠碳纖維的主梁，新材料的使更長葉片設計成為可能。
另外一個挑戰是，隨著現在風場風速越來越低，需要葉片的長度更長來擴大葉型，葉片越長，對葉片結構的設計帶來更大的挑戰，因為結構空間對結構設計產生一定的挑戰和困難。葉片越長越細會讓葉片更靈活，也帶來一些問題。
（PPT圖示）關于葉片內部空間小，即更纖細的問題，這是77.7米長業務的前視圖，主要應用于6兆瓦的風機上，長款葉片對于結構的容納性空間越來越小，對于126米長的葉片來講問題顯得更加嚴重。關于葉片越來越纖細，氣動運轉的不穩定性有一個視頻，在飛機上的機翼上可以看出葉片的結構更加靈活，對于葉片發生這種情況的話，會帶來很嚴重的后果，所以我們要想盡一切辦法提供葉片的穩定性。
除了葉片設計的挑戰之外，在葉片生產方面也帶來了更大挑戰，葉片的尺寸在增加，但工人身體的尺寸沒有增加，葉片制造的公差也沒有增加，于是對生產帶來了雙倍的困難，我們要考慮新的生產方法，比如半自動化或者是模塊化。
關于葉片設計另外一個挑戰是經濟方面，關于葉片新產品的更新換代的周期大概是在兩年，比如一款2.5兆瓦的葉片生產周期是24小時，即一天，24小時一款葉片的話每一年可以生產600只葉片，模具要更新換代。對于更大更長的葉片大概是3到5天前生產一只，也就是說在兩年產品生命周期內可以生產200只葉片，對于模具的利用率上產生的經濟挑戰也是值得考慮的問題。
對于剛才提到的經濟考慮，另外一個問題是，WINDnovation設計的最新款的1260款葉片，可以適用于12到18兆瓦的風機，同時這款葉片包含三款葉片，這三款葉片可以分別適用于三個等級風速的風機，在升級過程中，這款葉片選擇了比較適中的葉尖速比和最大風能利用率，設計域外風機性能非常合理。
（PPT圖示）關于氣動穩定性的解決方案，目前WINDnovation和許多知名的大學和研究機構都有合作，比如DTU等，我們對性能進行分析，保證不會出現氣動彈性不穩定性問題。
對于超大超長的葉片越來越多載荷來自葉片的重量。葉片減重可以使用輕量化材料和抗疲勞的裁量，長葉片設計主要是拉擠碳纖維主梁，這也是目前可用最佳的選擇。
另外需要考慮得問題是，分段葉片，這一直是討論的熱點。關于分段葉片主要有兩種大的分段的方式。第一個是縱向的分段，可以提高制造過程中工人的可接近性。其次分段可以方便質控。最后是縮短生產周期，對于126米長的葉片分段是不可避免的問題。
另外一個方法是葉片的橫向分段，比如GAMESA等有解決方案，但WINDnovation對這些方案不是完全地認同，因為這些解決方案目前來說，在腐蝕、雷擊以及葉片的增重和疲勞增加上還有一些尚未解決的問題。
WINDnovation提出得關于葉片分段的方案將葉片分段用化學方式解決，這種方案在交通方面有優勢。其次連接方案對葉片本身的重量和疲勞載荷明顯的增加，不需要額外的維護，當然也有不足之處。比如化學連接的現場，連接時對溫度和濕度有一定要求，其次是如何做好分段葉片的連接對齊也具有一定的挑戰性。所以，關于該研究需要進一步的開展。另外一個問題是關于葉片連接的問題。WINDnovation的解決方案是將葉根縮小做到減重。
材料方面，大量使用成本最低的材料和使用少量昂貴的高性能材料，我們傾向于使用高性能的材料進行設計。第二個方面是關于產品的生產周期。從圖中可以看到長葉片的預制架的生產。
無論在材料和葉片生產周期降低成本之外，另外兩個方面是交通、運輸，分段葉片可以降低運輸成本，同時可以看到可以看到葉片運輸情況。另外是從葉片在后期的運維服務上減輕成本，通過智能傳感器監測葉片運行狀況，進行實時的監測和調整，可以減少運維的成本。
關于126米長葉片的研發計劃，大概在一個月前開始研發設計，現在是在第二個月的階段，目前根據預算的安排，如果一切順利的話，從剛開始研發葉片開始，到葉片的吊裝、運輸大概18個月。
最后總結以及對126米長葉片的設計計劃做一個總結。對如此大型的葉片來講設計研發是一項比較具有挑戰性的工作。WINDnovation成立了領先的風機團隊開發商加入合作，我們相信團隊的力量，我們也相信能夠最終取得成功。最后感謝大家的聆聽，謝謝！
（內容來自現場速記，未經本人審核，如有不妥請聯系修改）
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