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荷兰MECAL公司Eyal Taub:Hydrautrans—10兆瓦的创新概念

一年一度的风能行业的盛会——2014北京国际风能大会暨展览会,于今日在北京盛大开幕,本届大会的主题是“和谐共赢,构筑稳健的风电市场”。10月22日下午荷兰MECAL公司的Eyal Taub演讲题目“Hydrautrans 10兆瓦新概念的风力发电机”下面是文字实录:

叶杭冶:今天下午我们这个会场的演讲就开始了,我们这个主题是风电机组的总体设计,一共有八位研究者,分两段,现在开始是第一段。首先,我们邀请来自荷兰MECAL公司的Eyal Taub,他演讲的题目是Hydrautrans 10兆瓦新概念的风力发电机。现在我们欢迎Eyal Taub。

Eyal Taub:大家下午好!我今天讨论的是高效的液压传动,10兆瓦风机的创新理念。我会总结它的一些优势,以及当前的发展趋势。我们已经有25年的历史了,我们的两个主要的市场领域是风能和高技术体系。我们MECAL公司,它参与了整个的风机的一个体系。我们有一些小规模的设计,我们也检查自己风机的运营情况。在过去我们大规模的参与了5MW的风机设计,主要是为CSIC公司设计的。我们也有一些其他的客户,主要是上海的客户,华谊(音译),这主要是一些6MW的风机,这有可能会是主要的海上风机的模式,可能在接下来几年都是如此。另外还有一家公司,达非(音译)公司,他们主要是5MW的风机。现在我们有一些创新体系,主要是液压传动,它主要是一些利用液压体系,有10MW的风机,这是很大的容量。当然标准的容量,一般是5-6MW,可能会有185到200米。这是不是问题,在这张PPT中,有许多接下来几年可能会预期的情况,可能是2020年的欧洲,或者日本,或者中国,还有很多亚洲地区。它们在海上风机中都面临许多问题。我们在欧洲的目标是能够降低COE,也就是说能源价格,使得海上风机的价格能够降低到人们可接受的成本,能够降低40%。

如何节省成本呢?对于风机来说,方式是类似的,但是我们现在面临许多问题,主要是物流成本,还有维护成本可能更大。所以我们需要提供更大的风机,可能会达到10MW,而不再是过去的5-6MW。我们的方式也很特别,我们可以降低风机的成本。如果谈到液压传动体系,我们有传统的这种风机,可能现在市场上许多都是这种传统的风机,我们可以面临的选择是一些速度中等的齿轮箱,我们的发动机不再是那种传统的发动机,而是某种介于中间的、全新的、创新性的发动机。最后就是直躯模式,在蓝色的框框中显示出了,我们的发动机使用的是直躯模式。现在我们陆上发动机也是直躯模式。现在我们在风机市场上使用的许多都是直躯模式。至于这些驱动式的发动机主要是一些中等转速的,可能会达到10MW。我们当前正在使用的就是高温的超导发动机,比如ECO5,AMSC,我们现在正在大规模投资这一新型创新,投资于超导。最后就是液压传动,现在只有两个公司有这样的体系,一个是三菱公司,有这样一种操作模式,我们能够提高风机的容量,同时能够降低它的重量。

这里面展示的是我们的液压驱动体系的基本理念,从能源开始进入发动机开始,然后进入齿轮、主轴、发电机等等,还有水泵、发动机,以及我们有一个内部的发电机。很奇怪的是这个体系可能看起来很传统,但是实际上技术已经非常成熟了,它涉及到许多的技术。比如说采矿业它也使用这种重型机械,我们提供的解决方案就是要选择使用一些先进的技术,比如说荷兰公司所开发的技术,INNAC技术。主要的优势是各个零部件之间的摩擦力会减小,这样可以将效率提高到98%以上。这是它的主要部分:水泵,这是液压水泵主要的组成部分,这个角度可能有一部分是人为构造的,它有一个高速的发动机,其中还有一个主轴能够提高能源供给。

这是我们的另一项技术,我们有一个发动设备,同时降低了摩擦力,还有一个齿轮箱。这是另外一个我们的模式,我们有一个齿轮箱,还有6个水泵,以及一个液压发动机。我们把它输送到发动机中,然后进入主轴,最后进入发电机,从而产出电能。这个体系从重量上来说更轻。我们还有其他几幅图,比如说这种复式的体系,现在已经有所应用了。这是液压传动的风机,它的容量很大,这是它内部的构造。所有这些部件都在里面,他们看起来很大,但是实际上比现在的一些常规的风机还有直躯式的风机要小很多了。这是它的一些外部的直观显示。

这是这个风机的一些特征,有上风的风机,它的额定功率达到10MW,它的叶轮的直径有185到200米。我们公司充分考虑了开发这些风机的成本,至于夜间的速度达到95m/s,看起来好象不大,但是如果把它换算成公里就很大了。至于它的风的等级是RECD等级,这是它的直径,达到185米,这已经很大了。我们现在有一些选择,这里面有一些它内部构造的规格,其中它的主轴承,还有双轴承等等数据都在PPT上,这时它的一些部件,在左边的是轮毂,这是它的主要的机架,它的预估的规模可以达到140吨。

我们接下来会采取哪些步骤呢?现在我们所使用的这种液压传动的各个部件,主要的目标是降低模式的体积,包括发动机的体积。我们必须要加大投入来研发这种风机。我们还需要优化设计,包括各个部件的设计。现在我们估计它的整个会有700吨,我们需要把这个数字降低15%。对比之下,400到500吨是可以接受的,也就是5MW。我们希望能够将风机的装机容量提高一倍。我们需要加大投入,尤其是当前的一些技术设计,研发一些体重较轻的叶片,至于载荷,仿真模型上面,我们也要考虑到这种液压传动模型。还有一些直躯,还有其他各个部件的基本设计。

这里面展示了一个例子,是我们的一个模型,要实现这点并不容易。许多当前的项目并不具备这样的能力。它和过去的传统模型有很大的区别,但是我们可以看到上面有一些整个体系的构造,这是一个变动。它有两个主要的轴承,这是这个里面的一些变动因素。接下来我们面临一个问题,10MW的风机它的额定数值,还有一些直躯模型,以及规模的降低都需要我们考虑

叶杭冶:大家对这个创新的10MW的液压传动机组提一些问题。

提问者:我想了解您使用了哪些装置来检查您的设计?

Eyal Taub:我们的设计目前还是一个概念设计,其中有一些部件目前还不存在,还没有模型。比如说,那些水泵模型,目前还是处于一个一概念的阶段,也是我们初步的预测。现在有一个英国公司它也在设计这方面的东西,也在实验,主要是10MW的风机。我们认为,我们非常了解这样的叶片是可以实现的。因为我们现在有成熟的技术,我们也有能力设计这样的叶片,实现10MW的风机容量。但是,这个叶片还不存在,我们的测算显示是可行的。

提问者:是否能请这位先生讲述一下这些水泵以及发动机?

Eyal Taub:目前还没有一些细节,如果您想了解,可以和我一道研究一下这个问题,我可以在我们的文件中帮您找到答案,但是现在我手上没有数据。

提问者:如果您想提高它的效率,是否需要其他一些充电的水泵?因为这样电路可能会减少一些效率损失。

Eyal Taub:我还是不太理解,即便是有损失,可能我们的这个概念上,它的损失也会更小,因为几乎没有摩擦,我们通常都使用的是石油,但是,我们的这个模型它的损失会耿晓。因为它的体积,所以它的效率也会提高,所以10MW的风机是没有问题的。

叶杭冶:其实刚才这位先生的问题,我认为也是很有意义的,因为实际上液力传动很重要要通过一系列的液压、水泵,和液压马达这样的形式传动,但是液压传动过程中和常规的液压传动比损失还是比较大的。

提问者:10MW的液压材料方面,您是否举一些例子,是碳,纤维等等?

Eyal Taub:您是指的各个部件

提问者:叶片。

Eyal Taub:对于叶片来说,可能材料是碳纤维,我们希望能够降低它的重量,我认为当前的设计是希望叶片能够达到36吨的重量。当然,现在5-6MW的已经有这个重量了,所以对我们来说压力很大。而且使用这种纤维,价格也更高。所以,你可以减少使用的材料的数量来降低重量。现在我们的风机重量太大了,所以,风机的各个部件也重量很大,整个的塔架重量也很大,它也是一个很大的部件。如果谈到的是海上风机,现在我们正面临一个很大的市场,整个结构,海上风机的重量都非常重。但是,10MW我们希望使用的材料它是不可比拟的优势,希望它能够利用一些先进的体系减轻它的重量。如果可能,我们还希望减轻它的大小,最有可能的就是碳纤维了。

叶杭冶:因为时间有限,我们讨论到此结束,再次感谢!

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点击次数:  发布日期:2014-10-23  【打印此页】  【关闭

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