เมื่อเร็วๆ นี้"การประชุมเทคโนโลยีวิศวกรรมพลังงานลมนอกชายฝั่งของจีน"ผู้จัดการทั่วไปสายผลิตภัณฑ์นอกชายฝั่งเป็นผู้กล่าวปาฐกถาพิเศษ เขาเน้นย้ำว่าปัญหาคอขวดในปัจจุบันของกังหันลมนอกชายฝั่งของจีนอยู่ที่ใบพัดและแบริ่งหลัก เนื่องจากความต้องการกังหันลมนอกชายฝั่งมีสูง จึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับผู้ผลิตที่จะต้องมุ่งเน้นไปที่การจัดหาโซลูชั่นที่ให้ผลตอบแทนจากการลงทุนตามห่วงโซ่อุปทานที่มีอยู่ ซึ่งจะเป็นการสนับสนุนการพัฒนาพลังงานลมนอกชายฝั่งที่ยั่งยืนในประเทศจีน

เส้นทางการพัฒนาใบกังหันลม

ทบทวนวิวัฒนาการของใบกังหันลมในยุโรปและจีน ระหว่างปี 1991 ถึง 2015 ประเทศจีนเป็นผู้ตามในแง่ของกำลังกังหันและขนาดใบพัด อย่างไรก็ตาม ภายในปี 2560 จีนได้พัฒนากังหันลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 171 เมตร ซึ่งสูงกว่า 164 เมตรของยุโรป ภายในปี 2019 ทั้งยุโรปและสหรัฐอเมริกาได้เปิดตัวกังหันที่มีขนาดใหญ่กว่าด้วยเส้นผ่านศูนย์กลาง 220 เมตร ความเท่าเทียมกันของขนาดกังหันนี้บ่งบอกว่าขณะนี้จีนและยุโรปอยู่ในระดับที่ใกล้เคียงกันในการพัฒนากังหันลมนอกชายฝั่ง

ความท้าทายและนวัตกรรมด้านพลังงานลม

ตามรายงานของนิตยสารวิทยาศาสตร์ระดับโลกที่มีชื่อเสียง เมื่อกังหันลมนอกชายฝั่งมีขนาดเพิ่มขึ้น ภาคส่วนพลังงานลมต้องเผชิญกับความท้าทายที่สำคัญในด้านอากาศพลศาสตร์ พลศาสตร์ของโครงสร้าง และอุทกพลศาสตร์ การวิจัยในสาขาวิทยาศาสตร์พื้นฐานเหล่านี้ไม่สามารถก้าวทันขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของกังหันที่เพิ่มขึ้นได้ ตรงกันข้ามกับอุตสาหกรรมการบินที่ปีกเครื่องบินไม่เคยมีความกว้างเกิน 80 เมตรแม้จะผ่านไปร่วมศตวรรษ แต่อุตสาหกรรมพลังงานลมในเวลาไม่ถึงสี่ทศวรรษก็มีเส้นผ่านศูนย์กลางกังหันที่ 200 เมตรแล้ว

มีการเน้นย้ำถึงความสำคัญของความก้าวหน้าอย่างค่อยเป็นค่อยไปในความก้าวหน้าทางวิศวกรรมและเทคโนโลยี การเพิ่มความยาวใบมีดต้องอาศัยการพัฒนาด้านวัสดุและเทคโนโลยีการผลิต การอาศัยเทคโนโลยีที่มีอยู่เพียงอย่างเดียวในการเพิ่มขนาดใบพัดนั้นไม่เพียงพอต่อการสนับสนุนการพัฒนาพลังงานลมนอกชายฝั่งเพิ่มเติม

ความต้องการวัสดุผ้าคลุมหน้าคาร์บอนไฟเบอร์

เพื่อรองรับใบมีดนอกชายฝั่งที่มีขนาดยาวขึ้น อุตสาหกรรมต้องร่วมลงทุนใน"ดินแดนที่ไม่จดที่แผนที่"ของวัสดุผ้าคลุมหน้าคาร์บอนไฟเบอร์ การเปลี่ยนแปลงนี้สะท้อนให้เห็นถึงสถานการณ์เมื่อทศวรรษที่แล้ว เมื่อจีนต้องออกใบอนุญาตการออกแบบใบมีดจากบริษัทในยุโรป โดยมีวัสดุและอุปกรณ์หลักที่มาจากบริษัทเยอรมันหรือญี่ปุ่น การลงทุนด้านแม่พิมพ์ขนาดใหญ่ ระยะเวลาที่ยาวนาน และเทคโนโลยีกระบวนการที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะจะทำให้การพัฒนาซับซ้อนยิ่งขึ้น ทำให้ประสิทธิภาพการประมวลผลของใบมีดขนาดใหญ่ต่ำกว่าใบมีดทั่วไปอย่างมากถึง 3-4 เท่า สิ่งนี้ทำให้เกิดปัญหาคอขวดที่สำคัญในการรับประกันความอยู่รอดของโครงการภายใต้สถานการณ์การติดตั้งลมนอกชายฝั่งขนาดใหญ่ในปัจจุบันในประเทศจีน คาร์บอน ไฟเบอร์ ผ้าคลุมหน้า เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับกังหันลมรุ่นต่อไป โดยตอบสนองทั้งความต้องการคุณสมบัติด้านความแข็งแกร่งและน้ำหนักเบา

ความท้าทายในห่วงโซ่อุปทานแบริ่งหลัก

ปัญหาหลักคือปัญหาคอขวดอีกประการหนึ่ง ซึ่งเกิดจากความท้าทายด้านการออกแบบ ปัญหาด้านห่วงโซ่อุปทาน และความซับซ้อนในการติดตั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ห่วงโซ่อุปทานสำหรับแบริ่งหลักกังหันนอกชายฝั่งขนาดใหญ่เผชิญกับความท้าทายที่สำคัญสามประการ:

1. เส้นผ่านศูนย์กลางของวงแหวนลูกปืนหลักมักจะเกิน 2 เมตร ซึ่งเกินความสามารถของเครื่องมือกลที่มีอยู่ทั่วไป

2. มีซัพพลายเออร์หลักเพียงสองรายเท่านั้นที่ต้องจองกำลังการผลิตล่วงหน้าอย่างน้อยหนึ่งปี

3. ปัจจุบันซัพพลายเออร์ในประเทศยังขาดความสามารถในการออกแบบและการประมวลผลสำหรับตลับลูกปืนขนาดใหญ่ดังกล่าว

โซลูชั่นและนวัตกรรมด้านเทคโนโลยีตลับลูกปืน

การนำเทคโนโลยี เอสอาร์บี คู่มาใช้สำหรับการกำหนดค่าตลับลูกปืนหลักทำให้รองรับกังหันขนาด 5-6 เมกะวัตต์ ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 1.5 เมตร โซลูชันนี้ได้รับการสนับสนุนจากห่วงโซ่อุปทานระดับโลกที่แข็งแกร่ง ช่วยให้ซัพพลายเออร์ในท้องถิ่นมีส่วนร่วมในการออกแบบและการผลิต ในทางตรงกันข้าม เทคโนโลยีที่ต้องใช้เส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า เช่น คู่ ทีอาร์บี และ DTRRB ต้องเผชิญกับความท้าทายด้านกำลังการผลิตและประสิทธิภาพอย่างมาก

การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของกังหันลมนอกชายฝั่ง

แม้จะมีความท้าทาย บริษัทยังคงมั่นใจในการจัดหาโซลูชั่นพลังงานลมนอกชายฝั่งที่ให้ผลตอบแทนการลงทุนที่ดี มีการสร้างแผนที่ที่ครอบคลุมของต้นทุนพลังงานที่ปรับระดับได้ (แอลซีอี) สำหรับฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งของจีน เพื่อเป็นแนวทางในการนิยามกังหัน และช่วยให้นักพัฒนาระบุโครงการที่ทำกำไรได้ การมุ่งเน้นไม่ได้มุ่งเน้นไปที่กำลังการผลิตกังหัน แต่มุ่งเน้นไปที่ แอลซีอี โดยการผลิตไฟฟ้าเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุด

การปรับตัวในระดับภูมิภาคและการวิเคราะห์ความไว แอลซีอี

ภูมิภาคต่างๆ ต้องการการผสมผสานระหว่างกำลังกังหันและเส้นผ่านศูนย์กลางโรเตอร์ที่แตกต่างกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ แอลซีอี บริษัทดำเนินการวิเคราะห์ความไว แอลซีอี สำหรับพื้นที่ที่มีลมแรงสูง เช่น ฝูเจี้ยน พื้นที่ที่มีลมต่ำ เช่น กวางสี และพื้นที่ที่มีลมต่ำปานกลาง เช่น เจ้อเจียง ผลการวิจัยระบุว่ากังหันขนาด 6-8 เมกะวัตต์ เหมาะสำหรับสถานการณ์ลมแรงสูง ในขณะที่กังหันขนาด 4-6 เมกะวัตต์ เหมาะที่สุดสำหรับสถานการณ์ลมต่ำถึงปานกลาง ความเร็วลมที่ต่ำกว่าจำเป็นต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางโรเตอร์ที่ใหญ่ขึ้นและในทางกลับกัน การใช้ คาร์บอน ไฟเบอร์ ผ้าคลุมหน้า ในกังหันเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการบรรลุประสิทธิภาพและประสิทธิผลตามที่ต้องการ

การจัดการกับการสูญเสียที่เกิดขึ้นในฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่ง

ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งของจีนเผชิญกับการสูญเสียที่เกิดขึ้นมากกว่าฟาร์มกังหันลมในยุโรป เนื่องจากมีรูปแบบที่หนาแน่นกว่า ความเร็วลมต่ำกว่า และบรรยากาศมีเสถียรภาพมากขึ้น การประเมินกำลังการผลิตกังหันนอกชายฝั่งเกือบ 1.5 ก.ว เผยให้เห็นว่าการประมาณการเบื้องต้นของการสูญเสียการปลุกนั้นต่ำเกินไปประมาณ 2% ความพยายามในการลดการสูญเสียการปลุกผ่านเทคโนโลยีการควบคุมการปลุกแบบกลุ่มส่งผลให้การผลิตพลังงานเพิ่มขึ้น 3-4% เนื่องจากรูปแบบฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งมีความหนาแน่นมากขึ้น คุณค่าของเทคโนโลยีการควบคุมการปลุกแบบกลุ่มจึงมีความสำคัญมากขึ้น การใช้ คาร์บอน ไฟเบอร์ ผ้าคลุมหน้า ในการออกแบบใบมีดไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเท่านั้น แต่ยังช่วยลดผลกระทบจากการสูญเสียการปลุกอีกด้วย