MHI Vestas在倫敦推出9.5MW V164風機

　　MHI Vestas將其大型海上風機升級至9.5MW，并提供了一些旨在降低能耗成本（LCOE）的細節變化。 轉子直徑保持164米不變。
　　
　　V164-9.5MW已經成功完成了功率曲線和風電場負荷測試，并在2016年底在公司的Østerild現場進行了現場測試，現在該公司可確定具體項目訂單。 預計到2020年進行第一次商業部署。
　　
　　2011年3月推出時，V164容量為7MW，具有風電行業最高的額定功率，并在要求苛刻的海洋環境中“捕獲最高的能量，并提供最高的可靠性”。
　　
　　然而，風機的設計為至少8MW的容量，與一年后公布所反映的一樣。 高級產品經理Anders Bach Andersen說：“開發這種大型海上專用風機是一個巨大的挑戰，從3MW擴大到8MW是至關重要的。我們以前生產的最大的轉子直徑是120米，用于58米葉片的4.5MW原型機。V164的葉片為80米。
　　
　　大規模
　　
　　該風機新特點包括一個管狀中速傳動系統，其結構承載主軸殼體螺栓連接到鑄機床上。 底盤設計包括螺栓連接到機床的重型鑄造垂直部分，并集成在鋼制空間框架結構中，以承載機艙部件的重量并支持維修。
　　
　　Andersen說：“V164的大規模和設計特性令我們謹慎。 “這意味著應用額外的設計準備來彌補不可避免的專業知識差距和相關風險，但8MW風機現在已經成為一個成熟的系列產品，其中35臺投入運營（32臺在Burbo Banks Extension的海上），積壓訂單約300臺風機”。
　　
　　V164-8.0MW現在提供高達8.4MW的電源模式。 這種基于軟件的功能在某些操作條件下是可行的，但必須符合IEC設計規范的要求。 0.4MW表示在IEC類型證書中允許的認證評級增加5％。
　　
　　小改動
　　
　　升級到9.5MW在不犧牲設計安全因素的情況涉及重新應用電氣，機械，結構和熱設計儲備。 這些修改通常很小，不需要改變主要的尺寸。 　　
　　表面下方尺寸保持不變，變化限于風機內部。
　　
　　Andersen表示：“額定變速箱輸入扭矩增加了19％，達到9.5MNm，變速箱需要強化，但不能影響外部傳動系統和質量。” 不過比起Adwen 8MW變速箱的額定輸入扭矩9.9MNm來說，還是有點短。
　　
　　“我們還升級了電氣系統，并對齒輪箱，發電機，液壓和整流器的頂部冷卻器進行了功能修改，但無需擴大整個冷卻器尺寸和運行方面。
　　
　　商業案例
　　
　　此次升級反映了過去幾年海上風電環境的巨大變化。 Andersen表示：“2009年V164產品開始開發，由于那時風機更小，記錄有限，還有海上變電站，海上風電資本支出高昂，風險也高。”
　　
　　“但是今天，海上變電站和出口系統已經大部分從風電資本支出項目中脫離出來，平均風機尺寸增加一倍多，資本和風險成本也有了很大的下降，有可能會進一步降低。
　　
　　通過比較可替代的縮放選項及其對LCOE的影響，Andersen說明了電力升級對轉子擴大的好處。 一個855MW的項目可以配備106臺加大轉子直徑的8.1MW風機，或者90臺9.5MW風機。
　　
　　更大的轉子將促進年度能源生產（AEP），但是這會提高渦輪機負載，并且需要增加輪轂高度以保持最小的波浪間隙。
　　
　　Andersen表示：“采用9.5MW的風機意味著減少16臺風機，還有它們相關的底部結構，電纜和安裝成本。單獨的底層結構和風機的資本支出和運營成本本質上是一樣的，但是在項目層面上美國電力公司會做一個適度的罰金。”
　　
　　“2009年海上風電項目資本支出相當高，從高效風機安裝中省下的資本支出總額不大。但現在總體來說要低得多，安裝的相對份額也是很大的， 對LCOE有更積極的影響。
　　
　　精益生產
　　
　　2013年8月，“風電月刊”從Lindø發出了關于V164原型機的報道。 工作人員在一個空置的前造船廠大廳—過度工廠進行組裝，由粗糙的鋼筋混凝土地板和臨時鋼板支撐著大型原型組裝結構。 今天多個升級大廳專門用于V164系列生產，形成鮮明對比。 　　
　　早期...自從2013年在Lindø制造V164原型風機，該公司的生產設施發生了很大變化
　　
　　所有組件和子組件的裝配在工廠倉庫進行，并在那里進行檢查和注冊。 一些關鍵部件，例如配有加速器感測裝置的巨大的深藍色涂層齒輪箱。 這些記錄了在運輸和處理過程中對產品施加的所有加速力，以及從制造產品到風電項目中完整機艙的安裝。
　　
　　大型組裝大廳，左側組裝大部件和子組件，中間是吊裝起重機，右側用于機艙安裝。
　　
　　基于日本豐田首先開發經營改善原則，精益生產過程仍處于發展階段，其中包括為機艙設置的多個臨時固定點。裝有空調的帳篷專用于為主軸組件創造可控的環境。 單獨的主軸安裝在垂直位置，用于收縮最大的前軸承內圈，然后將鑄造殼體提升或降低到軸上。 下一步是收縮后軸承內圈加上鎖定環。 組裝過程通過24小時沖洗用特殊油來完成，以除去金屬顆粒和其他雜質。
　　
　　Andersen稱：“我們決定采用潤滑油對主軸進行油過濾，以獲得最佳的潤滑性能，增長軸承壽命，在運行過程中減少的軸承預載荷變化。可以更換全主軸單元，而無需拆下轉子，其他傳動系統主要部件也可單獨更換。”
　　
　　V-164機艙從外面看是巨大的，內部寬敞，服務友好。 偏轉馬達在塔頂部的倒置安裝是一個不尋常的設計。 它能夠輕松地從中間服務平臺進行服務訪問，較少的障礙物為機艙內部提供了更多的空間。
　　
　　連續調節
　　
　　經多代維斯塔斯風機驗證，V27-225kW是偏航制動系統，包括相對的鋼鐵和特氟龍環，以及多個彈簧加載的摩擦壓力點。 該解決方案旨在使該風機能夠持續使用25年，根據風向不斷變化能夠連續調節轉子。
　　
　　緊湊的“封閉”輪轂是其獨特的設計成就，用于增強剛度，其中每個葉片包含兩個約700kg的槳距執行器，可借助伸縮式內置起重機單獨拆卸。 變槳軸承螺栓直徑4.6米，與Adwen AD 8-180風機的8.5米長葉片的“僅”4.2米相比較大。
　　
　　V164配備了基于負載的獨立變槳距（IPC）。 Andersen解釋說：“在每個轉子革新的過程中，葉根持續地測量葉片負載，并控制風機。”
　　
　　安裝大廳內有四個安裝全套的機艙，并且幾個電氣模塊將安裝在內部塔底。 每個模塊在上層增加一個內部電源，其后安裝能夠產生的直流 / 變流的逆變器（直流 / 變流整流器在機艙后部），66kV或33kV變壓器，在底部安裝開關裝置。
　　
　　葉片制造
　　
　　丹麥的MHI維斯塔斯Nakskov葉片制造廠于2014年在一個翻新的前維斯塔斯V90葉片制造廠開始運營。 除了在Nakskov進行最終噴漆和邊緣保護應用階段外，葉片也在英國的懷特島工廠生產。 　　 　　
　　80米的葉片是殼型結構，碳纖維部分被并入上殼體和下殼體中。 35噸葉片的一個顯著特征是大直徑的根部延伸到細長的機翼朝向葉片尖端。 葉根結合了一種新穎的專利螺栓插入設計，可以減少壁厚，縮小螺栓間隔，在圓周上用更多的螺栓吸收葉片負載。 大葉根直徑和其他獨特特征的組合表明，在當前的設計上或者是全新發展的基礎上，將來葉片增大的可能性將大大增加。
　　
　　Senvion已經宣布正在開發10MW風機。 但是V164-9.5MW的450Wm2的額定功率可能代表了目前80米葉片的最終安裝功率。 下一步MHI 維斯塔斯10MW以上的風機的需要更大的轉子。
　　
　　Andersen不愿透露具體的計劃。 但是他表示：“經證實該平臺具有良好的擴展性，為保持保持競爭力，我們將全力以赴，應對所有競爭對手的挑戰。”
　　
　　擴展閱讀：
　　
　　2014年4月份，三菱重工與丹麥VestasWindSystemsA/S公司聯合成立了合資公司——MHIVestasOffshoreWind，為提高海上風力發電領域能力而與Vestas公司牽手合作，將積極采用包括在海上風力發電設備開發、設計以及制造過程中所需要的DigitalDisplacementTransmission(DDT)技術等在內的MHI公司擁有的核心技術。