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2017-10-18 11:15来源:能见关键词:2017北京国际风能大会风电叶片风电企业收藏点赞
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那它的结果是,那这个年发电量会进一步降低10%或5%,也就是说总共降低为20%到25%。那我们再看一下,在我们的前缘部分,它的侵蚀,也就是说总共降低是20%到25%。
那它对于我们风场整个的利润会有什么样的影响?我们不要说25%,就假定是20%的话,那我们看一下,如果说中国三类风区它的上网电价是一度0.49元,那这就意味着每个风机每年的损失会是约人民币一百万元,那我们知道像中国的风场差不多是50兆瓦,我们就来做一个假设,就算是40兆瓦的风场,这就意味着20台2兆瓦的风机,一年损失是2000万人民币,如果20年的话,就意味着4亿人民币的损失。
也就是说每一个风场20年的话,它的损失会是4亿人民币,那我现在又有问题问大家,那我们可以做什么样的投资?这样的话才能够追回4亿损失呢?
比如说,我要是花1亿人民币在这个叶片上,然后让它来做一种适应,或者说来调整,来收回这4亿损失,我们刚才已经看到了很好的例子,有非常好的保护的系统,可以发生什么呢?没有这样的保护系统,或者不够好,我们可以在这里做得更多,可以让叶片变得更加强韧,我们会有更好的可以保证的功率曲线,为了能够找到这个方案,我们需要去了解一下发生了什么。
那在这里,或者说你有很好的无人机,在风机上面去飞,然后去看一下叶片,然后在这里你就可以看到获得的图片,可以有一些特别的风速,从下面吹上去的,然后你有一些风轮速度组件,取决于你设计的一些值,然后实际的风速,那也就是说,也会有一些相应的,造成空气流动的速度。
同时呢,也有一些相应的攻角,然后我们来考虑一下,在这个水平线上的攻角,看到这个曲线,看到这个叶片是在这个5到7的这样一个攻角度来运行,或者是6度,然后在这儿呢,有更多的功率,向上涨,涨到7度和8度,至少在这边没有任何的时速,没有超过它最大的伸力,这个是很好的,这是我们想要的。
那现在让我们来考虑一下,这样一个情况,我们有一个低的空气密度,你可以看到这个颜色,这个红色的箭头,然后这是风速,然后这是一个可以达到额定风速这种情况,然后这样才能达到一定发电量。
那么有时候呢,它的这个噪声水平,我们不想增加这个噪声,之前演讲者也听到了,但是说实话,增加了叶轮的速度,不想增加它的噪声的水平,也就是说在这种情况下,这种低的空气密度,我们是有更大的攻角,针对这样的空气流动的速度。
那么这就是第一个攻角,从绿色区开始转换,转换到了红色区域,然后在这儿是有更高的攻角,我们对此不满意,因为我们现在遇到了失速,超过了上面这个顶端,如果出现相应的边缘侵蚀,那么我们会看到它的这个攻角这块会受到调整,因为在这里呢,这个气流,它的特征是发生了改变,它最大的伸力在下降,尽管最大的伸力是在更小一点的攻角上达到的。
你可以看到在这里,可以获得一些洞察,我们是否可以改变这个情况呢?
首先,我们可以努力地去设计更多的伸力,然后在更大的攻角情况下,或者是更高的伸力的系数。
其次呢,解决方案就是,避免发电量严重下降,我们需要,在给定较大攻角下,提升叶轮相应的系数,这样我们就不会有失速的情况,所以我们放在第一个方案上面,我们可以有更大的升力,在更大的攻角之下。
那我们做一些什么呢?在这样的演讲中我想建议大家看一下两个选择。
第一个,就是去使用知名的涡流发生器,或者是可以使用相应的弦线延长器。第一个,涡轮的发生器可以去提升升力系数,在更大的攻角下,我们可以看到更多的一些,大概40%气流的改变,或者是提升。
关于气流这一块,你可以在叶片这里去加这么一些小的零部件,你可以在这里看到,并不是非常昂贵。
第二个,我们可以使用弦线延长器,我们可以看到红色,这是我们默认的气流B,A是在使用弦线延长器了,在负15度这块效率会更高。
在C这个假设情况下,这个弦线延长器事在0度,那你可以是在0到-15度之间进行相应的调整。
那么会发生什么呢?我们可以看一下升力系数,一个负的角,这个弦线延长器,你可以看到这个升力曲线是向左,从左向右高一点,你可以看到A会有更多正向的弦线延长器的角,然后它向右转换了,你可以看到到C的这个值这块会有一个变化,那在这种情况下,我们想有一个更高的升力,可以达到10度攻角,所以在这里我们选择一个负值的角度,我们可以看一下它的相应的效果。
那我由于21%的相对厚度的翼型,也就是说我们找了110米长的叶轮,然后我们是基于21%的相对厚度这样的翼型,同样也是,我们使用是21%相对厚度来使用弦线延长器。
然后看一下哪个会相对好一点,一个是使用涡轮发电器,一个是弦线延长器,都是使用21%相对厚度的翼型。你可以看到有25%年发电量的提升,这是第一个解决方案,第二个,使用弦线延长器可以使年发电量增加21%,所以在这种特定情况下,就是这个涡轮发电机,这个解决方案胜出。
然后我们要是替代这样涡轮发电器的话,并不仅仅是21%,那对于一些根部的螺栓,因为增加了2.5%这样的年产量,所以说,如果说从这个叶根厚度是21%,你会看到功率曲线有什么变化呢?它没有出现失速,这个叶片离开了我们的失速区了,就是这个曲线,蓝线这里移到了红线的虚线,在更低的空气密度情况下,它可以使年发电量有10%的提升。
也就是说,你使用第一个解决方案,你可以每年挽回大概是50万元的损失,就是说这个利润率总体而言,可以有2亿的损失,你就损失了2亿的人民币。
也就是说在投资的时候,你就可以减去2亿的投资,使用这个涡轮发电器,当然如果你要替换,去维护它。因为使用涡轮发电器,实际上安装成本是不容忽视的。
然后接下来,我们可以讨论一下多个选择,就是更大这样一个攻角,然后更高的升力,那就是说二种选择,就是我们如何能够在额定风速的时候达到额定发电量,这是第二个选项,我现在考虑一下这个。
这里我有三个选择。第一,使用TE块。第二,使用小的翼尖,第三个,我们可以调整叶片长度。
最大弦长和叶根间的TE块,并不是有很高的效率,让我们做空气动力造型的设计,你可以看到在这里做的,我这是考虑这个叶片设计,那我们就可以去看一下在这里增加了这样一个部件,这个会发生什么呢?如果要是在叶片下做的话,就是不包括你的叶轮的旋转器的设计,只是这个叶片。
那么在这儿呢它的这个功率是属于增加了,那么CP从0.9到0.5,这个CP值很好。
然而呢,它的这个年度使用并没有占到CP的2%,功率系数增加是要相对小一点,那么对于这个利润的这种影响,通过记忆块的加强,它是可以提升1%的,然后把它变成金额的话,那也就是说,对于这样一个风场可以获得2千万人民币的提升。
再看一下添加这个小翼尖,小翼尖能给我们带来什么?也就是你可以把它当成一种长度的延伸,但是你却没有增加你的直径,从降噪的角度来讲这是好的,那它也不会像我们增加长度那样的高效,因为我觉得有很多的因素,但是你增加的小翼尖效率,取决于它的高度。
比如说,如果要是110米的叶轮上面,如果你要是怎么一个1米长的翼尖是可接受的,那这能给我们带来什么好处呢?也就是说它能带来一个1%的一个好处,也就是如果说我们的这个风场的话,20年的时间,可能带来2000万人民币。
然后最后一个选择,我觉得跟时间也正好,我给大家来展示一下。
那如果是叶片的长度要改变的话,我们应该怎么办呢?110米,如果你要想把它延长到125米长,我们可以带来更大的能量,发电量会增加,那我们怎么样来实现这种新的叶片增长?或者叶片的长度?
那为了达到这种叶片的长度,我们可以通过系列的模具,或者是分块模段,如果第一种系列模具的话,大部分的翼型,如果说要是分段的模块,也就是一个分段的设计,再强调一遍,我只是说叶片上面的变化,而不是说风机本身做任何的调整。
如果是这种情形的话,叶片增长带来的利润提升是25%,20年也就是5亿人民币,这就是我最后的一张总结PPT。
我们刚才已经确定了默认的这个长度是110米长的叶片,那如何让这样的叶片适用于低密度的风场?
那如果说前叶片的保护,或者避免腐蚀的情况,我们可以看到不同的解决方案,那么大家可以看这个图表,最好的解决方案就是增加叶片的长度,这是很明显的,经济收益也是最高的,那我的演讲就结束了,我要感谢大家仔细的聆听,也要感谢主持人多给了我一些时间。
(发言为现场速记整理,未经本人审核)
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