2021年10月17日-20日，2021北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數千名國內外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京。

　　

　　本屆大會以“碳中和——風電發展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發言、高峰對話、創新劇場以及關于“國際成熟風電市場發展動態及投資機會”“國際新興風電市場發展動態及投資機會”“風電設備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。

　　

　　其中，10月19日海上風電發展論壇隆重召開。Polytech應用工程師周銘出席會議并演講。

　　

　　周銘：大家好，很榮幸能給大家進行一個風機葉片前緣防護技術的交流，這里先來看一下葉片前緣腐蝕問題，剛才劉總也說了，丹麥是全世界第一個海上風場，在1991年運營的一個，葉輪直徑只有35米的一個風機。在停止運營之后，即使是那么小一個風機，它也有前緣腐蝕的情況。所以像前緣腐蝕這種情況，它只是一個時間問題，它早晚都會在風機葉片上出現的。

　　

　　腐蝕的主要原因就是因為雨水的沖擊，我們稱之為雨蝕，會對風機葉片表面材料進行沖擊，沖擊完之后會發生一個材料逐漸剝離的情況。前緣腐蝕首先是對空氣的動力會造成干擾，會影響你的氣動，從而導致年發電量的損失。我們現在看出來，年發電量損失最多可以達到5%到6%的程度。風機前緣防護的材料，現在主流有三種，第一種是涂料，是最早的方法，涂料的方法出現在風機的轉速在65米每秒左右的時候。第二種就是膠帶，膠帶這種材料出現在風機的75米到80米，它發明面世的階段。接下來就是一個前緣的軟殼，這是我們公司的產品，出現在風機90米每秒左右一個時刻。

　　

　　我們把腐蝕分成幾個等級，到等級四階段，你的風機發電量損失會達到5%到6%的程度。損失的程度，對你修復葉片產生一個困難，程度越高修復葉片就越困難，修復的成本也會越高。我們這邊先介紹一下前緣防護解決方案，就是一米的軟殼，是定制化設計，可以根據葉片外形進行定制，可以完美適合各種類型的葉片。我們的前院防護模有壓敏膠，方便你在風機改造現場也方便在工廠進行安裝。它上面還有二維碼，二維碼可以對產品質量進行全程的追溯。我們ELLE時間線是這樣的，這個風機現在在丹麥的海邊，每隔一年會看一下，至今為止沒有任何腐蝕情況也沒有其他的問題。到2017年，我們開始已經上批量了，在2018年的時候，我們庫里面已經擁有各種各樣的葉片軟殼，不管什么樣的葉片，我們都有一個形狀可以給你做一個適配。到了去年，我們有一個爆發式的增長，大家都開始重視前緣的問題，也開始使用了我們的這個。到今年有一個壓敏膠，可以讓庫存時間長達18個月，基本上可以覆蓋整個葉片的生命周期。這邊是一個交付區域，我們在世界各地都有交付，各種各樣的環境都有，北面饑寒的阿拉斯加，還有菲律賓都有應用，最多的是在歐洲和美國，中國是從2018年開始進行的安裝情況，這個在全世界范圍內已經有三萬個葉片的業績。

　　

　　使用的是“即插即用方案”，ELLE為現場作業而設計，使用吊繩或吊籃都可以進行安裝，快速安裝流程確保最短的停機時間。ELLE可以在多重氣候條件下安裝. 溫度范圍5攝氏度到35攝氏度，相對溫度30-90攝氏度，安裝過程無HSE危害。

　　

　　講完這個之后，我們也提一下新的DNV-GL，現在從2018年2月份DNV-GL出了一個新的規范，就是0171，這個規范針對于雨蝕的測試，跟以前的標準最大的優點不是說夜間速度有變化，或者說雨量有變化，最大的優點說明在實驗當中必須要采集什么樣的數據，這個數據稍候會提到的。與此同時去年年底，DNV-GL有一個實踐性的規范就是0573規范，結合之前0171，可以通過一系列現場的數據，收集完這些數據就可以知道，如何評估一個前緣防護的系統，它在現場應用的時間，評估前緣防護系統的壽命。

　　

　　這兩個規范都是由行業內自發的組織形成的，像圖上這些公司都是這個組織的成員，大家集體商討推出這樣一個新的前緣腐蝕規范。我們現在來看一下0171測試規范，測試的規范是有一個失效模式，進行雨蝕測試的目的是評價特定沖擊速度下（雨滴）沖擊數量與損傷的關聯性，這種情況下失效模式通過可視化的“初蝕”和“擊穿”來進行評價。做完測試之后，我們可以看一下右下角這張圖，在沖擊速度和沖擊數量上可以建立一個線性的曲線。也就是說，當我的這個在什么樣的沖擊速度，在什么樣一個雨水沖擊量之下會產生這樣一個情況，我們可以把它定義成這樣一條曲線出來，把實驗數據收集下來定義曲線。之前很多客戶就問我們，我用100米每秒或者160每秒做出來的有什么區別？這個新的一個標準就可以很好解釋，你在不同的速度條件下，它的失效模式到底是什么樣的。

　　

　　我們再看一下0573，它需要收集一系列材料數據，這個標準定義了對于前緣防護材料和系統的測試程序。測試結果可以用于評價前緣防護系統的耐用性。材料性能：密度，音速，厚度，接下來還有0171測試的性能，比如說抗雨蝕性能、剝離附著強度、疲勞強度。收集完材料本身數據之后，我們再收集一下風場的數據，比如說風場的位置或者是年降雨量是多大，風機的葉片長度，風機的高度，還有當地的平均風速和風機的轉速。收集完這些數據之后，我們就可以進行一個評估，評估的方法大致就是這樣的，首先先用剛才說的0171建立一個速度和數量的曲線。測試條件分這么幾個，有一個雨滴的大小，有一個旋轉速度，一直要做到材料發生初蝕之后。這邊也提一下，各個因素影響的效果是這樣的，像旋轉速度是最影響測試結果的，根據材料特性、風機和環境輸入數據，可以為前緣防護系統對特定場地和特定風機的耐久性進行分類。

　　

　　雨數據：通過了解給定場地的年降雨量來獲取降雨數據。我們目前正致力于建立一個全球降雨地圖，因此通過了解該地點的緯度和經度，我們可以相當準確地，估計年降雨量。風數據：由平均風速和風機的葉尖速比（TSR）確定。我們能夠依此計算葉片在特定速度旋轉的時間。

　　

　　RP-00573：基于DNVGL RP0171建立VN曲線、使用ASTM E739計算VN特征曲線、使用Springer 模型確定雨蝕強度、計算確定特定站點和風機的前緣防護系統的生命周期。

　　

　　當然這里只能拿我們自己的進行模擬，因為手上沒有其他的簽約防護的資料。這邊有一個混合型的方案，也是市面上比較常用的方案，像這一個50米的葉片，它在0到30米位置用的是前緣防護期，這里是用的膜。這里有一個一的曲線，這個是表示比初蝕更嚴重的腐蝕，這個相當于比圖片上，那邊有一個圖片，圖片上的點更小的腐蝕，還沒有出現點蝕的情況。這個葉片運行完十年之后的情況，你們可以看到像七的話，基本上腐蝕往上已經偏高了，甚至再運行十年可能就會出現這樣一個初蝕的情況，我們的膜還是比較穩定的。

　　

　　我們在做完這些分析之后，我們還可以收集一下風場的信息，就是剛才說的按照列表收集一下這些信息。收集完這些信息之后，我們可以給任意一個風場出一個報告，就像現在這個圖上是在澳大利亞風場的報告，它是一個79米的葉片，它的葉尖轉速是88每秒，風場年降雨量比較高，相當于在廣東或者是海南那邊比較高的情況。這樣做下來之后，我們的膜可以做到在20年之后才會產生初蝕，但是普通的漆只能做到0.4年，差不多五個月的樣子就會產生初蝕。左下角那張圖有一個波浪曲線，你在進行一個一年或者是兩年的周期，你要對這樣一個前緣防護期進行修復，但是如果使用這個膜就不需要進行修復。如果有需要的話，我們可以為任何一個站點都出這樣一個報告，這也是根據剛才說的0574做的一個報告。

　　

　　同樣也可以說看一下前緣腐蝕對度電成本造成一個什么樣的影響，剛才也說了，前緣腐蝕會造成5%到6%年發電量的影響，同時也會增加維護成本。這里有另外一個算法，結合剛才的風場報告，你們能夠提供風場的電價，風場的一些維護標準之后。我們可以算一下，如果使用我們的投資回報率是什么樣的。這邊是一個案例，這是在阿拉斯加的風場，風機比較冷，用的是1.5兆瓦的風機，風速8.5米每秒，當地環境比較惡劣，葉片長度只有37.3。這個風場受到前緣腐蝕問題非常嚴重，所以它也評估了各種各樣的方案，最后也選擇了我們這個膜的方案。

　　

　　使用這個膜之后，我們算了一下當地的投入，即使是像這么小一個風機，使用三年之后可以把這個成本直接覆蓋掉。也就是說，你三年之后就可以把這個成本給收回來。

　　

　　以上就是我這邊介紹的內容，如果大家有興趣可以到我們展臺跟我們再一次進行交流，謝謝大家！

　　

　　（根據演講速記整理，未經演講人審核）