CWPC2024：DNV可再生能源認(rèn)證中國區(qū)總經(jīng)理趙國彬發(fā)表《聚焦風(fēng)電葉片新標(biāo)準(zhǔn)—關(guān)注行業(yè)可靠性》的演講

大家上午好，很高興和大家在這里又一次見面，兩年前也是在這里和大家介紹的題目是下一代葉片認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)。兩年時(shí)間內(nèi)，相當(dāng)于風(fēng)電發(fā)展的日新月異，不管是單兆瓦千瓦時(shí)的增加，還是風(fēng)電的使用場景，從陸上到海上，到深遠(yuǎn)海。以及葉片長度，從80米到90米，剛才各位專家講到已經(jīng)到140多米，這樣的變化就帶來很多挑戰(zhàn)，所以今天帶來的題目：聚焦風(fēng)電葉片新標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)注行業(yè)可靠性。

可靠性，相當(dāng)于在座每一位同仁和行業(yè)目前都關(guān)心的問題。昨天也有很多專家提到目前在講葉片發(fā)展的話，或者葉片行業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了我們所熟知的標(biāo)準(zhǔn)覆蓋的范圍。今天我分享一下DNV新標(biāo)準(zhǔn)覆蓋了哪些內(nèi)容。

在座各位可能對DNV整體業(yè)務(wù)不是很熟悉，給大家看一下咱們的材料和葉片未來使用在哪里。陸上風(fēng)電、海上風(fēng)電是大家所熟知的。還有能源島，能源島是去年3月份時(shí)DNV發(fā)布全球首個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，它的使用場景是用人工島嶼或者填海造島的形式進(jìn)行電轉(zhuǎn)氫的方向，現(xiàn)在一說到氫能源是全球的熱點(diǎn)問題，它的思路是把海上風(fēng)電所發(fā)的電直接制成氫，然后通過郵輪的方式運(yùn)出去，就改變了現(xiàn)在通過海底電纜的格局。再是漂浮式海上風(fēng)電，整個(gè)基礎(chǔ)是漂在水上，現(xiàn)在也是屬于國家重點(diǎn)項(xiàng)目，海南有6個(gè)試點(diǎn)，我相信在座有的材料商和有的葉片會在今年底或者明年裝機(jī)時(shí)，就會裝在海上漂浮式風(fēng)電的風(fēng)機(jī)上。從陸上到海上、能源島，再到漂浮式風(fēng)電，可以說對葉片和材料挑戰(zhàn)越來越大，風(fēng)險(xiǎn)也越來越高。按照目前的設(shè)計(jì)方式、大家的理解和知識儲備，可能會面臨很多難題。

針對這些難題，DNV在標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)上也一直在做很多儲備和準(zhǔn)備。我們從2010 0376到2024。2010，可能是目前行業(yè)內(nèi)90%，甚至99%企業(yè)在遵循的標(biāo)準(zhǔn)，我們也在很多場合上講過，2010只適用于60米及以下的葉片，超過這個(gè)尺寸就不再適用了。2015年時(shí)發(fā)布了DNVST-0376 2015版，到現(xiàn)在已經(jīng)快9年的時(shí)間。通過我們粗略的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，真正用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來做設(shè)計(jì)的企業(yè)還非常少，大家去做借鑒。

兩年前，我向各位分享了新標(biāo)準(zhǔn)的雛形，今天可以和各位很高興的分享這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)基本上定稿了。我相信很多葉片廠和整機(jī)廠已經(jīng)收到過DNV所發(fā)的訂正，也感謝大家的意見，我們也會積極回應(yīng)，我們也會進(jìn)行更新。所以我分享的是DNV-ST-0376：2024版，會在4月份發(fā)布。

（圖示）這是標(biāo)準(zhǔn)目錄，在12個(gè)方面，20幾項(xiàng)新增內(nèi)容，或者更新的內(nèi)容。稍后，我也會介紹選出來5-6個(gè)相對重點(diǎn)內(nèi)容和各位分享。

可以快速的看一下，比如說大家關(guān)心長葉片的扭載載荷。也有新材的，表面屈曲，現(xiàn)在風(fēng)場很多事情和這個(gè)相關(guān)的。比如說損傷容限的，還有302.11原材料，使用場景很多深遠(yuǎn)海的，正是把環(huán)境影響因素考慮在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)了?？赡芎芏嗖牧仙毯腿~片廠聽過，但不知道怎么做?？梢愿嬖V大家，它會改變很多測試的想法和原來固有的格局，比如高溫高濕下，比如低溫下，做靜態(tài)大家都做過?，F(xiàn)在問大家的問題是能不能在這種環(huán)境下做疲勞，可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。但它長期在高濕高鹽環(huán)境下，材料的表現(xiàn)性能是不一樣的。比如葉片測試、生產(chǎn)，很多附錄的指導(dǎo)內(nèi)容。在生產(chǎn)的過程中，我們正式把材料測試的數(shù)據(jù)并入生產(chǎn)公差的計(jì)算里。

（圖示）這一頁在很多場合已經(jīng)和大家分享過，就是葉輪直徑不停變大，它的更新動力需求越來越強(qiáng)，這也是DNV投入了兩年時(shí)間在做標(biāo)準(zhǔn)的動力。DNV標(biāo)準(zhǔn)，如果大家能看得到它的整個(gè)歷程，基本上5-7年一定會更新，或者說重寫它的標(biāo)準(zhǔn)，這也是符合一個(gè)行業(yè)的發(fā)展。

這是很多公開數(shù)據(jù)，大家快速看一下，包括很多行業(yè)頭部在講發(fā)展大葉片、大風(fēng)機(jī)盡量慢一點(diǎn)，緩一點(diǎn)，把質(zhì)量做扎實(shí)。甚至包括右邊知名的企業(yè)，幾十億歐元的損失，因?yàn)闆]有充足的驗(yàn)證。在這樣的背景下，DNV在2023年5月份時(shí)發(fā)布了一個(gè)白皮書，這里有很多干貨，很多內(nèi)容，大家感興趣就到DNV網(wǎng)站上搜尋就可以。如果感興趣也可以聯(lián)系我，我把這份分享給大家。它有一些主旨內(nèi)容，葉片的耐久性，可以理解為整個(gè)周期。維護(hù)成本越來越高。檢驗(yàn)規(guī)模大、耗時(shí)非常長，碳纖葉片遭受雷擊損傷嚴(yán)重，過去葉片中忽略的微小損傷。除了前幾年所說的拉擠片材沒有做任何大的更新，但它的風(fēng)險(xiǎn)是隨著葉片延長是幾何級數(shù)的增長。

除了剛剛的挑戰(zhàn)，這里也列了很多，葉片臨界損傷率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了基于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)的預(yù)期。隨著葉片變得更大，現(xiàn)場維修更復(fù)雜。嚴(yán)重雷擊損壞情況增加，特別是碳纖維葉片，大家在做碳纖維測試時(shí)一定要考慮未來的接口和知識儲備。在使用壽命早期，嚴(yán)重葉片前緣侵蝕發(fā)生率增加。

所有的挑戰(zhàn)不只是生產(chǎn)端，也有設(shè)計(jì)端，安全余量Safety Margin趨勢推向零，而不是通過更高的余量來保持額外的安全性。實(shí)際上安全余量越大越好，葉片變長了，安全余量更大才能更保守，給生產(chǎn)、運(yùn)輸、運(yùn)營留一些操作空間或者犯錯(cuò)的機(jī)會。但設(shè)計(jì)基本上無限接近于我們的期望和理論計(jì)算了，無疑會給設(shè)計(jì)之后的所有產(chǎn)業(yè)鏈希望0失誤，或者失誤性越來越小。但這么大一片，我們可以想是不可能的。通過這個(gè)背景，希望大家借鑒DNV新標(biāo)準(zhǔn)把Safety Margin變得比現(xiàn)在大一點(diǎn)，或者更安全一點(diǎn)。

設(shè)計(jì)的兩大準(zhǔn)則，用事實(shí)取代假設(shè)、增加設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的關(guān)聯(lián)。要么測試，風(fēng)場的測試，要么生產(chǎn)的數(shù)據(jù)。我們標(biāo)準(zhǔn)的參與方，有業(yè)主單位、生產(chǎn)型企業(yè)、生產(chǎn)方、測試方，收集了現(xiàn)場葉片在風(fēng)場失效的各種情況。可以和各位分享一下，這里很多是雷擊、前緣損傷、后緣損傷、芯材損傷，基本上風(fēng)場遇到的典型失效問題，包括國內(nèi)，因?yàn)閲鴥?nèi)去年前年出現(xiàn)了非常多損傷，我們也做過調(diào)查。所有損傷模型、失效模型都被考慮到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，這就是這份標(biāo)準(zhǔn)和以前最大的不同，它是從失效模型推到設(shè)計(jì)中需要考慮的問題，和生產(chǎn)、材料需要考慮的問題。

我們看一下IEC 6的新內(nèi)容，分層；結(jié)構(gòu)膠的分析；芯材，失效過程中有各種各樣沒有見到的現(xiàn)象，因?yàn)槿叽邕^程中覆蓋不到的區(qū)域，所以芯材的整個(gè)分析在新標(biāo)準(zhǔn)中也是作為重點(diǎn)的考慮；局部地區(qū)和穩(wěn)定性。

我們做了幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的對標(biāo)，2015、2024版，還有IEC-5和IEC-1，整個(gè)大的邏輯是我們?nèi)∠撕芏喙S性判斷，增加了實(shí)際風(fēng)場或者實(shí)際行業(yè)所關(guān)心的知識儲備。同時(shí)，簡單假設(shè)的載荷，剛才我說的4個(gè)方向方式全部被移去。最后達(dá)成的效果，1.3、1.3。2024版在最小最大時(shí)，最小1.3是和1400-1做對接，最大2.47、4.97，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)基本上可以理解成為是互換的，但DNV標(biāo)準(zhǔn)有更多指導(dǎo)原則，會給全行業(yè)帶來一步一步經(jīng)驗(yàn)分享。

這是損傷容限，不管是測試還是風(fēng)場過程中，對破壞形式判斷類型掌握不準(zhǔn)的，通過這套理論用于生產(chǎn)中可接受的制造缺陷，也可以在測試過程中給到很多判斷，相當(dāng)于有了很好的理論依據(jù)。這是我們在葉片測試過程中的損傷，所有大型葉片在測試過程中沒有不壞的，斷、壞分幾類：非關(guān)鍵損傷，很小的缺陷可以忽略不計(jì)，不用采取任何動作；關(guān)鍵性損傷，可能這個(gè)葉片斷了，不可修復(fù)，這個(gè)要找根因。最關(guān)鍵的是潛在的關(guān)鍵損傷，分多少類，是不是損傷容限所定義過和沒有定義過，整個(gè)損傷怎么維修，怎么繼續(xù)進(jìn)行測試，因?yàn)榇笮统叽缛~片在測試過程中如果不把損傷去定義清楚，首先耗時(shí)耗力。再一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，做完之后這個(gè)結(jié)果可能不被第三方認(rèn)可，尤其是出口型葉片，這個(gè)會有更大的潛在合規(guī)、法務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)，這是給了很好的指導(dǎo)原則，在標(biāo)準(zhǔn)中也有很清楚的路線圖告訴大家怎么識別。

我在很多場合也和各位分享過，就是它的子部件。原來大家都在說子部件做了是為什么，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)正式把原來我們所建議、驗(yàn)證的點(diǎn)寫入標(biāo)準(zhǔn)里，被證實(shí)作為人爭一部分所接受。這兩天專家也在討論，做了很多結(jié)構(gòu)件測試?？赡苄袠I(yè)也在問做完之后做什么，可以指導(dǎo)它的設(shè)計(jì)，驗(yàn)證它的失效模型，代替局部葉片測試。小標(biāo)題我就不念了，可以說這三個(gè)方面就是目前大尺寸葉片非常急缺的，因?yàn)樵牧嫌辛?、全尺寸葉片有了、生產(chǎn)有了，但所有關(guān)鍵部件驗(yàn)證理論仿真和指導(dǎo)沒有任何迭代，可能現(xiàn)在還剛開始，一切還都不晚?，F(xiàn)在剛開始，說明正好迎合了大葉片的發(fā)展。首次提出歷史數(shù)據(jù)可以用來做分析，風(fēng)場上幾萬套葉片這些數(shù)據(jù)都死在那里，大家有機(jī)會可以把這些大數(shù)據(jù)收集起來，可以對歷史數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行整理和分析。

（圖示）這里有哪些變化，把哪些移出了，大家可以拍照留存。怎么使用，標(biāo)準(zhǔn)里明確說明了，它是給更多IEC制作指導(dǎo)，或者作為單獨(dú)標(biāo)準(zhǔn)使用。新標(biāo)準(zhǔn)，大家可以拍照留存，4月份預(yù)計(jì)發(fā)布，大家在登錄DNV標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)站時(shí)會有一些指導(dǎo)性原則，歡迎大家在發(fā)布的時(shí)候下載或者開創(chuàng)賬號。

研發(fā)一代、儲備一代，剛剛講的標(biāo)準(zhǔn)就結(jié)束了嗎，事實(shí)上還沒有。現(xiàn)在所做的所有拉擠、部件相關(guān)在標(biāo)準(zhǔn)里有細(xì)則，所以我們在今年會推出新的標(biāo)準(zhǔn)儲備，分5個(gè)目錄：拉擠梁測試、葉根連接測試、子部件測試、葉片測試。這5個(gè)部分標(biāo)委會成員DNV正式?jīng)Q定邀請客戶參加，到時(shí)候收到邀請的各界同仁歡迎大家參加，這是下一代標(biāo)準(zhǔn)的知識儲備，可能在明年我們會做新的內(nèi)容分享。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是大家一起做起來的，可能大家使用時(shí)更了解了。

謝謝大家！