Pada Persidangan Teknologi Kejuruteraan Kuasa Angin Luar Pesisir China baru-baru ini, satu ucapan dasar telah disampaikan oleh pengurus besar barisan produk luar pesisir. Beliau menekankan bahawa kesesakan semasa dalam turbin angin luar pesisir China terletak pada bilah dan galas utama. Memandangkan permintaan yang tinggi untuk turbin angin luar pesisir, adalah penting bagi pengeluar untuk memberi tumpuan kepada penyediaan penyelesaian yang memastikan pulangan pelaburan berdasarkan rantaian bekalan yang tersedia, sekali gus menyokong pembangunan mampan kuasa angin luar pesisir di China.

Perjalanan Pembangunan Bilah Turbin Angin

Evolusi bilah turbin angin di Eropah dan China telah dikaji semula. Antara tahun 1991 dan 2015, China merupakan pengikut dari segi kuasa turbin dan saiz bilah. Walau bagaimanapun, menjelang 2017, China telah membangunkan turbin angin dengan diameter 171 meter, mengatasi 164 meter di Eropah. Menjelang 2019, kedua-dua Eropah dan AS memperkenalkan turbin yang lebih besar dengan diameter 220 meter. Parimbangan saiz turbin ini menandakan bahawa China dan Eropah kini berada pada tahap yang sama dalam pembangunan turbin angin luar pesisir.

Cabaran dan Inovasi dalam Tenaga Angin

Menurut sebuah majalah sains global yang terkenal, apabila saiz turbin angin luar pesisir meningkat, sektor tenaga angin menghadapi cabaran yang ketara dalam aerodinamik, dinamik struktur dan hidrodinamik. Penyelidikan dalam bidang saintifik asas ini tidak setanding dengan diameter turbin yang semakin meningkat. Berbeza dengan industri penerbangan, yang tidak menyaksikan rentang sayap pesawat melebihi 80 meter walaupun selepas satu abad, industri kuasa angin, dalam masa kurang daripada empat dekad, telah mencapai diameter turbin 200 meter.

Kepentingan kemajuan secara beransur-ansur dalam kemajuan kejuruteraan dan teknologi telah ditonjolkan. Peningkatan panjang bilah memerlukan penemuan baharu dalam bahan dan teknologi pembuatan. Bergantung sepenuhnya pada teknologi sedia ada untuk meningkatkan saiz bilah tidak mencukupi untuk menyokong pembangunan selanjutnya kuasa angin luar pesisir.

Keperluan untuk Bahan Tudung Serat Karbon

Untuk menyokong bilah luar pesisir yang lebih panjang, industri ini mesti meneroka wilayah bahan Karbon Fiber Veil yang belum dipetakan. Peralihan ini mencerminkan situasi sedekad yang lalu apabila China terpaksa melesenkan reka bentuk bilah daripada syarikat Eropah, dengan bahan teras dan peralatan yang diperoleh daripada syarikat Jerman atau Jepun. Pelaburan acuan yang besar, garis masa yang panjang dan teknologi proses yang tidak matang merumitkan lagi pembangunan, menjadikan kecekapan pemprosesan bilah bersaiz besar jauh lebih rendah daripada bilah arus perdana sebanyak 3-4 kali ganda. Ini menunjukkan kesesakan utama dalam memastikan daya maju projek di bawah senario pemasangan angin luar pesisir berskala besar semasa di China. Karbon Fiber Veil adalah penting untuk turbin angin generasi akan datang, menangani keperluan untuk kekuatan dan sifat ringan.

Cabaran dalam Rantaian Bekalan Bearing Utama

Galas utama merupakan satu lagi kesesakan, yang berpunca daripada cabaran reka bentuk, isu rantaian bekalan dan kerumitan pemasangan. Secara khususnya, rantaian bekalan untuk galas utama turbin luar pesisir yang besar menghadapi tiga cabaran utama:

1. Diameter cincin galas utama selalunya melebihi 2 meter, melebihi kapasiti kebanyakan peralatan mesin yang ada.

2. Hanya terdapat dua pembekal utama, yang memerlukan tempahan kapasiti sekurang-kurangnya setahun lebih awal.

3. Pembekal domestik pada masa ini kekurangan keupayaan reka bentuk dan pemprosesan untuk galas sebesar itu.

   
   

Penyelesaian dan Inovasi dalam Teknologi Bearing

Penerapan teknologi dwi SRB untuk konfigurasi galas utama memastikan sokongan untuk turbin 5-6 MW dengan diameter dalam lingkungan 1.5 meter. Penyelesaian ini, yang disokong oleh rantaian bekalan global yang mantap, membolehkan penglibatan pembekal tempatan dalam reka bentuk dan pengeluaran. Sebaliknya, teknologi yang memerlukan diameter yang lebih besar, seperti dwi TRB dan DRTRB, menghadapi cabaran kapasiti dan kecekapan yang ketara.

Mengoptimumkan Prestasi Turbin Angin Luar Pesisir

Walaupun terdapat cabaran, syarikat itu tetap yakin dalam menyediakan penyelesaian angin luar pesisir yang menghasilkan pulangan pelaburan yang positif. Peta komprehensif kos tenaga bertaraf (LCOE) untuk ladang angin luar pesisir China telah diwujudkan, yang membimbing definisi turbin dan membantu pemaju mengenal pasti projek yang menguntungkan. Tumpuannya bukan pada kapasiti turbin tetapi pada LCOE, dengan penjanaan kuasa menjadi faktor paling kritikal.

Adaptasi Serantau dan Analisis Kepekaan LCOE

Kawasan yang berbeza memerlukan kombinasi kuasa turbin dan diameter rotor yang berbeza-beza untuk mengoptimumkan LCOE. Syarikat itu menjalankan analisis kepekaan LCOE untuk kawasan angin kencang seperti Fujian, kawasan angin rendah seperti Guangxi, dan kawasan angin sederhana rendah seperti Zhejiang. Penemuan menunjukkan bahawa turbin 6-8 MW adalah optimum untuk senario angin kencang, manakala turbin 4-6 MW adalah terbaik untuk senario angin rendah hingga sederhana rendah. Kelajuan angin yang lebih rendah memerlukan diameter rotor yang lebih besar dan sebaliknya. Penggunaan Karbon Fiber Veil dalam turbin ini adalah penting untuk mencapai prestasi dan kecekapan yang diingini.

Menangani Kehilangan Energi di Ladang Angin Luar Pesisir

Ladang angin luar pesisir China menghadapi kehilangan tenaga yang lebih besar berbanding rakan sejawatnya di Eropah disebabkan oleh susun atur yang lebih padat, kelajuan angin yang lebih rendah dan atmosfera yang lebih stabil. Penilaian hampir 1.5 GW kapasiti turbin luar pesisir mendedahkan bahawa anggaran awal kehilangan tenaga adalah kira-kira 2% terlalu rendah. Usaha untuk mengurangkan kehilangan tenaga melalui teknologi kawalan tenaga berkumpulan telah menghasilkan peningkatan 3-4% dalam penjanaan kuasa. Apabila susun atur ladang angin luar pesisir menjadi lebih padat, nilai teknologi kawalan tenaga berkumpulan menjadi semakin ketara. Melaksanakan Karbon Fiber Veil dalam reka bentuk bilah bukan sahaja meningkatkan prestasi tetapi juga mengurangkan kesan kehilangan tenaga.