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CWPC2020：荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究院高級研究員MarcoCaboni——《海上風(fēng)力渦輪機(jī)大型長葉片的科研創(chuàng)新》

2020-08-08 來源：東方風(fēng)力發(fā)電網(wǎng) 瀏覽數(shù)：2404

2020年8月6日，第六屆中國國際風(fēng)電復(fù)合材料高峰論壇于浙江省桐鄉(xiāng)市振石大酒店召開，本屆高峰論壇的主題為“提質(zhì)增效，海陸并舉，迎戰(zhàn)平價(jià) ”。在海外對接環(huán)節(jié)中，荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究院高級研究員MarcoCaboni做了題為《海上風(fēng)力渦輪機(jī)大型長葉片的科研創(chuàng)新》的演講。

　　2020年8月6日，第六屆中國國際風(fēng)電復(fù)合材料高峰論壇于浙江省桐鄉(xiāng)市振石大酒店召開，本屆高峰論壇的主題為“提質(zhì)增效，海陸并舉，迎戰(zhàn)平價(jià) ”。

　　在海外對接環(huán)節(jié)中，荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究院高級研究員MarcoCaboni做了題為《海上風(fēng)力渦輪機(jī)大型長葉片的科研創(chuàng)新》的演講。以下為發(fā)言實(shí)錄：

　　大家好，我叫MarcoCaboni，我從事氣動科研工作，今天的工作主要是我們公司海上風(fēng)電的研發(fā)創(chuàng)新。我們機(jī)構(gòu)是荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究院。TNO是荷蘭國家級的科研機(jī)構(gòu)，有2000多名全職研究人員開展大量的項(xiàng)目，將荷蘭的工業(yè)、大學(xué)和其他的研究部門結(jié)合起來，項(xiàng)目不僅有國內(nèi)，還有海外國際合作。

　　我們治理據(jù)不同的技術(shù)領(lǐng)域，比如國防、公共安全、生態(tài)建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施、交通、能源、戰(zhàn)略等等，我們專注于2050年能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)，有很多能源專家，主要從事風(fēng)能、太能等技術(shù)研發(fā)。

　　主要是三個風(fēng)險(xiǎn)路線圖，首先是風(fēng)電場。第二是側(cè)重于風(fēng)能在能源系統(tǒng)和社會整合研究。第三部分是創(chuàng)新技術(shù)，比如垂直軸式等無人機(jī)技術(shù)。

　　關(guān)于我們團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)對未來機(jī)遇挑戰(zhàn)。首先從簡易附加裝置提高發(fā)電量來談?wù)劇?/div>

　　第一種方式是安裝渦流發(fā)生器，這是非常簡單的裝置，如果設(shè)計(jì)得當(dāng)可以提高風(fēng)機(jī)出力。第二是葉根擾流板設(shè)計(jì)，可以顯著地提高風(fēng)機(jī)的出力，我們一直在開發(fā)先進(jìn)的設(shè)計(jì)工具，這些設(shè)計(jì)工具進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

　　第二方面，提升年發(fā)電量和降低載荷。我們一直在研究風(fēng)場尾流的技術(shù)，尾流影響可導(dǎo)致高達(dá)15%的功率損失和增加葉片載荷。我們可以通過控制技術(shù)使風(fēng)機(jī)間協(xié)調(diào)運(yùn)行，可提升風(fēng)場整體發(fā)電量。

　　（PPT圖示）這項(xiàng)尾流控制技術(shù)是非常簡單也非常容易的技術(shù)，只需要通過更新軟件可以獲得顯著的收益，比如對360兆瓦的風(fēng)電場來講可以通過代碼分析提高收益，這項(xiàng)技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注和研究。

　　第三個挑戰(zhàn)是長葉片的扭轉(zhuǎn)性能和設(shè)計(jì)模型的不一致性。過去的設(shè)計(jì)模型無法準(zhǔn)確地捕捉其性能。我們開展了一項(xiàng)WASTBLADES項(xiàng)目，本公司也參與了該項(xiàng)目，可以讓我們更好地了解掌握大型風(fēng)電葉片的扭轉(zhuǎn)特性，在科研項(xiàng)目中，科研的內(nèi)容包括改進(jìn)結(jié)構(gòu)葉片模型等。

　　第四個挑戰(zhàn)，減少前緣腐蝕。前緣腐蝕會增大運(yùn)維成本，降低年發(fā)電量。目前在工業(yè)上有很多研究集中在材料和材質(zhì)方面的研究，我們也利用知識研究如何通過控制和優(yōu)化減少前緣的腐蝕。在很多海上風(fēng)場雨水是侵蝕的主要原因。我們不斷地開發(fā)工具和合作伙伴進(jìn)行不同的項(xiàng)目研發(fā)，同時我們開發(fā)了葉片的模擬工具以及風(fēng)電場的運(yùn)維分析。

　　第五個挑戰(zhàn)是改進(jìn)空氣動力學(xué)模型以滿足當(dāng)今需求。現(xiàn)在的葉片越來越長，越來越大，工業(yè)設(shè)計(jì)依賴于BEM模型空氣動力學(xué)，但已經(jīng)不再滿足大葉片的需求，對大葉片來講增加了振動和變形，還增加了風(fēng)輪平面上的入流變化，所以對大葉片是不穩(wěn)定的空氣動力學(xué)。

　　（PPT圖示）這里有更先進(jìn)和高效的模型，我們開發(fā)了AWSM氣動模型，對尾流進(jìn)行建模，可以更好地預(yù)測目前穩(wěn)定的空氣動力學(xué)，從根本上解決了BEM模型的缺點(diǎn)，同時介于在BEM方法和CFD方法之間的理想折衷工具。所以該工具非常有價(jià)值。同時還可以用來進(jìn)行更為復(fù)雜的情況，比如設(shè)計(jì)具有復(fù)雜情況的葉尖的設(shè)計(jì)。

　　第六挑戰(zhàn)是改進(jìn)翼型氣動預(yù)測模型。過去使用翼型工具在設(shè)計(jì)方面有很多不足，因此需要改進(jìn)模型。

　　在改善和完善RFOIL工具，這主要是設(shè)計(jì)翼型的工具，現(xiàn)在有新的RFOIL版本，在建模方面比以前老版本的精準(zhǔn)度更高。

　　第七個挑戰(zhàn)是如何生產(chǎn)更長葉片更大葉片同時降低噪聲。關(guān)鍵是如何有精確的工具預(yù)測建模，以前有一個工具可以預(yù)測渦輪機(jī)噪聲，近幾年來開展了一系列的改進(jìn)和完善，我們將再進(jìn)行試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

　　謝謝聆聽！

　　（內(nèi)容來自現(xiàn)場速記，未經(jīng)本人審核，如有不妥請聯(lián)系修改）

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