樣機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，功率提升明顯，實(shí)現(xiàn)批量裝機(jī)，通過型式認(rèn)證——這一系列驗(yàn)證結(jié)果，昭示著我國葉片延長技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)階段性突破。
1.被“浪費(fèi)”的發(fā)電能力
對(duì)于早期的風(fēng)電項(xiàng)目而言，存在較多的現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)資源弱于機(jī)組設(shè)計(jì)的情況。例如，機(jī)組雖然是為標(biāo)準(zhǔn)II類風(fēng)區(qū)所開發(fā)的，但項(xiàng)目現(xiàn)在的風(fēng)資源條件，也只能達(dá)到III類或更低風(fēng)速水平，這就造成機(jī)組潛能未被充分發(fā)揮，發(fā)電能力長期被“浪費(fèi)”。
出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象的原因很多，有可能是由于項(xiàng)目建設(shè)時(shí)機(jī)型種類少，且機(jī)型多針對(duì)年平均風(fēng)速較高風(fēng)區(qū)開發(fā)的。也可能是由于風(fēng)資源測(cè)量的不夠精準(zhǔn)，存在有實(shí)際年平均風(fēng)速低于測(cè)量值的情況。
“此外是隨著風(fēng)電場(chǎng)周邊環(huán)境的變化，風(fēng)資源逐漸弱化，導(dǎo)致機(jī)組發(fā)電量不夠理想。”一位葉片延長工程師向小編介紹說。
風(fēng)能吸收公式顯示葉片長度與機(jī)組功率有很大關(guān)系（R為葉輪半徑）
面對(duì)在風(fēng)速較低時(shí)難被利用的風(fēng)能，和老機(jī)型未能發(fā)揮的潛力，乃至企業(yè)精益化管理的需要，你可能會(huì)進(jìn)行如下思考：是不是可以用更長的葉片換掉現(xiàn)有的小葉片，來提升機(jī)組在低風(fēng)速區(qū)間的發(fā)電量？
無法回避的現(xiàn)實(shí)是，以一個(gè)風(fēng)輪直徑為77米1.5兆瓦機(jī)組為例，若想將其換成82米的風(fēng)輪，硬件以及工程費(fèi)用成本將超過百萬。這樣大規(guī)模的投資，很難算得來經(jīng)濟(jì)賬。
可在空中直接進(jìn)行施工的葉尖延長技術(shù)
那么，難道就讓這些機(jī)組繼續(xù)這樣低效運(yùn)營下去？
近期的好消息帶來了一個(gè)更佳的選擇：新疆金風(fēng)科技股份有限公司（下稱“金風(fēng)科技”）取得了由鑒衡認(rèn)證頒發(fā)的葉片延長部件型式認(rèn)證證書。作為葉片延長技術(shù)的國內(nèi)首個(gè)部件認(rèn)證證書，這標(biāo)志著我國大量老機(jī)組能夠通過葉片延長技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高的發(fā)電能力，有力提升已投運(yùn)項(xiàng)目的效益。
2.葉尖延長更具優(yōu)勢(shì)
據(jù)悉，葉片延長一般分為葉根延長與葉尖延長兩種技術(shù)方案。金風(fēng)科技早在2年前就已經(jīng)開始對(duì)他們進(jìn)行研究。其目的很明確：通過這種技術(shù)，便捷、有效地對(duì)老機(jī)組的風(fēng)輪進(jìn)行加大，從而令這些機(jī)組能夠發(fā)出更多電量，提高業(yè)主收益。
在對(duì)上述技術(shù)路線都進(jìn)行了深入的方案設(shè)計(jì)開發(fā)及樣機(jī)測(cè)試工作后，金風(fēng)科技發(fā)現(xiàn)，葉尖延長具有更明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和便捷性。
葉根延長與葉尖延長成本投入對(duì)比
對(duì)業(yè)主而言，葉尖延長增功方案的成本是需要考慮的一個(gè)方面，而技改的安全可靠性也很重要。為此，需要做好一系列的工作。
例如，對(duì)葉尖延長段的氣動(dòng)設(shè)計(jì)，更多地考慮延續(xù)葉片的翼型，并選擇合適的過渡位置以及延長長度。而在葉尖延長段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其安裝連接形式關(guān)乎葉片高空運(yùn)行的特殊性，更是研發(fā)人員所考慮的重中之重。葉尖延長的安裝，由于同增功成本的控制、技改操作的便捷性等息息相關(guān)，更易采用空中施工的方案，為提高效率需要設(shè)計(jì)專業(yè)的工裝。
但無論在氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、安裝方案上進(jìn)行怎樣的設(shè)計(jì)，進(jìn)行葉片延長后的葉片與機(jī)組都會(huì)產(chǎn)生各種變化，從而影響到安全。因此，需要對(duì)整機(jī)及葉片的載荷、強(qiáng)度進(jìn)行分析校核，對(duì)整機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行詳細(xì)評(píng)估，并對(duì)其控制策略進(jìn)行更新。
若想做好上述一系列工作，需要較強(qiáng)的技術(shù)整合能力，而這正是金風(fēng)科技作為風(fēng)電整體解決方案供應(yīng)商所具備的優(yōu)勢(shì)。
3.功率提升效果明顯
“在此之前，葉尖延長已有的實(shí)施方案尚有很多不足。”金風(fēng)科技增功提效工程師坦言。正因如此，金風(fēng)科技在葉尖延長技術(shù)大面積應(yīng)用以前，進(jìn)行了嚴(yán)苛的實(shí)驗(yàn)與測(cè)試，從而對(duì)其可靠性做細(xì)致評(píng)估。
對(duì)葉尖延長后的葉片進(jìn)行測(cè)試
一方面，在工廠模擬空中施工的條件，進(jìn)行了葉尖延長的安裝，優(yōu)化安裝工藝；另一方面，開展了葉尖延長后葉片的靜載、離心力、疲勞等測(cè)試。這些測(cè)試的方案得到了認(rèn)證機(jī)構(gòu)的認(rèn)可，測(cè)試本身也是在認(rèn)證機(jī)構(gòu)的監(jiān)督下完成的，從而充分驗(yàn)證了金風(fēng)科技葉尖延長技術(shù)的安裝方案及其工藝是可靠的。
2016年，金風(fēng)科技在山西安裝了第一臺(tái)葉尖延長樣機(jī)，截至目前，該樣機(jī)在運(yùn)行過程中都展現(xiàn)出了不錯(cuò)的穩(wěn)定性與可靠性。2017年，金風(fēng)科技對(duì)葉尖延長機(jī)組進(jìn)行了功率評(píng)估，結(jié)論是其功率提升明顯，能為業(yè)主帶來可觀的收益。
使用葉尖延長增功方案后的機(jī)組發(fā)電能力提升明顯
那么，既然這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了階段性突破，其經(jīng)濟(jì)性如何呢？
“葉尖延長增功的經(jīng)濟(jì)性，是方案能否實(shí)施推廣的決定性因素。經(jīng)濟(jì)性是否通過與延長的長度即功率提升率，和機(jī)組原發(fā)電量密切相關(guān)。目前我們正在執(zhí)行的項(xiàng)目，基本3年內(nèi)即可收回成本。”
這位葉片延長工程師所提到的項(xiàng)目，是金風(fēng)科技正在執(zhí)行的一個(gè)葉尖延長批量項(xiàng)目。除該項(xiàng)目外，金風(fēng)科技也正進(jìn)行多個(gè)項(xiàng)目的樣機(jī)開發(fā)、安裝與測(cè)試工作，并獲得不少業(yè)主的認(rèn)可。
“后續(xù)我們將把增功與降載技術(shù)相結(jié)合，擴(kuò)大葉尖延長增功方案的使用范圍，切實(shí)解決更多項(xiàng)目業(yè)主發(fā)電量提升的需求。”上述工程師透露。
