远景能源王晓宇:技术变革成就低风速市场
能见APP讯:10月20日,2016年北京国际风能大会暨展览会在中国国际展览中心召开。远景能源(江苏)有限公司副总经理王晓宇在论坛上发言,他表示技术变革是推进整个风电行业发展的唯一的希望和动力。
以下为发言全文:
非常高兴有机会和大家做分享,分享的主题是“技术变革开辟低风速广阔的投资前景”,实际上中国的风电发展这些年来一直在持续的发展中,在2009、2010年大家曾经遇到过一个困惑,三北地区限电这么严重中国风电该向何主去,中国的风电是不是还可以保持高速蓬勃的发展。
回顾过去的五年,中国风电发展并没有像大家当初所担心的达到进入倒退的形势,最近的五年,中国风电发展仍然是以非常高的速度在领跑世界风电行业的发展,这背后的原因是什么?是因为技术的变革,因为以前在欧洲,传统的风电强国他们像中国的开发企业一样,国内的企业转向低风速电场,在安徽发的第一部低风速风电作为标杆性的历史的里程碑,启动了这三五年蓬勃的中国低风速市场广泛的发展。
现在又进入了新的十字路口,似乎看到的是电价持续下行的趋势,看到的风资源从原来认为六米就是低风速的风资源,下探到五米,这个时候怀疑的声音又起来了,迷茫和困惑在行业中开展弥漫,我们做了资本分析,每下降两分钟的电价,在其他都保持不变的情况下资本金收益率下降接近两个点左右。
这种情况下,中国的风电发展出路在哪里?三北地区的限电,短期内也看不到可以解决的希望,中国的风电是不是还能够以这样高的增量持续的发展下去,这是大多数中国风电从业者所关心的问题。
正是因为要回答这个问题,今天我的主题演讲来试图跟大家分享一下远景的思考,答案是四个字“技术变革”技术变革是推进整个风电行业发展的唯一的希望和动力。分享一组数据,比尔盖茨曾经做过一个统计,整个在过去的工业化发展中,投入在新能源的基础研究还不到其他传统行业的1%,这说明新能源行业其实在基础上、在技术的基础上、基础科学上还处于非常早期的阶段,很多其他行业的成熟技术、成熟的经验都没有真正的被风电行业所采用、所认识。
市场从2015年开发规划到2016年的开发规划全转向长江黄河以南大部分的东部和南部地区,可再生能源的快速渗透和成本显著下降的趋势,行业从业人员也许对未来看的并不清楚,但当回顾过去的时候可以看到,这样的度电成本的下降趋势,是类似摩尔定律的,所以说,可再生能源的本质是技术。技术的发展方向和技术变革的一些点上,远景今天做出分享。叶片是风电技术中非常重要的环节,也是把风能转化成机械能最核心的部件。
叶片技术,随着低风速的开拓,它的长度越来越长,目前叶片最长的长度已经接近一个A380客机的翼展。真正对叶片看起来风吹就可以转,这样的叶片是不是真实的认识到它在物理世界中气流对叶片产生的相互作用,是不是可以还原风能在流场中的气流形态了,这一点做不到叶片真实的利用就失去了前景。专业的同事知道,目前叶片分析对流场、对叶片的启动转换的分析理论还是格朗特在1935年提出的叶速重量,当时是为了研究旋翼直升机这样的应用所提出来的,1935年是非常先进的理论,是把风轮平面简化成一个能量盘,但是简化过程是二维的。
大家都知道,叶根和叶尖都存在着损失,叶速重量理论叶尖速比持续的增高,格朗特理论经过了大量的验证,大家通过很多科技的文献可以看到,格朗特理论在叶尖速比比较低的时候是符合风洞实验,但是速比高的时候不能真实的体现。如何才能真实的还原风轮在流场中的气流形态了,现在航空工业走在了风电行业的前面,可以真实的还原,它的方法是全三维的非定场地的流程,你说认知的叶片可利用效率极限究竟在哪里?其实我们千万不要妄下定言,一定不是轻的球比重的球落的更慢,因为没有真实的看到一个流场在叶轮中绕过真实的环境。
远景在科罗拉多成立空气动力学研究中心,这是非常重要的基础价值研究,基础价值研究不在工具层面认识物理世界在数字世界中的形态,我们不可能真正产生大的技术变革。涡方法是如何真实还原的,如图。
莱特兄弟的时候是否可以想象今天的飞机是这样的呢!叶片的设计是二为截面非连续的叶型设计,波音787已经采用三维一体化的流线的折价,在空气动力学方面还有非常多的令人振奋的研究,在其他的刚也早已成为现实,但是在风电行业我们仍然保有极大的希望,让它解决我们目前面临的挑战。
雷达控制系统,雷达的系统可以给大家带来测风的便捷性,但是很少人想象雷达可以降低风机的疲劳载荷,提高发电量。十几年前可能无法想象汽车是可以无人驾驶的,现在也很难想象每一台风机上装备的雷达可以给这台风机带来多少发电量的提升和多少机械载荷的降低,雷达种类很多,很遗憾目前没有真正的雷达是用来专门给每台风机装备起来用来做风机的实时控制的设备。
复杂地形下的风况,反流越来越多,低风速风电场越来越贫瘠的资源所需要越来越低成本的风电设备是背道而驰的,如何在低风速风电场降低度电成本呢?他们在为极小概率的事件来付出沉重的成本代价,背后的原因是,不可预知未来的风,永远是通过闭环的反馈算法,即便是现在远景非常智能的风机在没有配备雷达的情况也只能是对风机进行建模,用现代控制的理论方法,但是这些方法仍然是建立在反馈的基础上,如果把风速的前馈加入,这个时候对风能的捕获将会有划时代的意义。
前馈技术是基于传感技术的突破,在此基础上机器学习算法,当机器可以战胜李世石的时候,风中的规律被机器的算法来学习,可以给我们带来的价值是现在难以想象的。
数字模型和平台技术,远景三五年前在提汽车行业成熟应用平台技术,现在行业内同仁不再像以前一样不断的宣传自己的某一台样机,也高兴的看到,行业跟多友商推出所谓的平台技术,远景平台技术早已经走了很多年,为什么要用平台技术?从风和风机说起,其实风的立体多变性体现在它给机组产生的能量,即有有效的能量也有有害的能量,有害的能量是风的不平衡性所导致的弯曲,风轮旋转带来源源不断效益的时候其实不断的承受着疲劳的弯曲,这些弯曲通过主轴、塔桶传递到机组,这些是不得不为收益所付出的成本代价。
平坦地形和复杂地形,如果这台风机左边可以运行20年,在右边一定不能运行20年这是非常直观的现实。在中国的市场上除了远景推出这么丰富的系列产品以外,特别是从北方有大量经验的厂家,他们还没有意识到真正意义上产生的多样性在南方的复杂山地的情况下,不可能用一机打天下的模式再去支撑。
这种情况下,如何能够支撑多复杂度的场景,就需要有不同的产品,当一年交付这么多产品的时候,如何在体系上保证,又能够及时迅速的交付,这是平台技术需要产生的背景。复杂山地对载荷的影响,意味着必须要能够不以人的意志为转移提供多样化的产品,不可能把轿车开到山上,越野车开到公路上性能也并不好一样。
远景强大的数字平台,将会真正意义上支撑我们做一个产品化、系列化的设计。旋转的过程中不仅承受着转矩也承受着巨大的弯曲,其实旋转过程中所谓效益所带来的成本代价,如图!
汽车行业早已经这么做了,沃尔沃SPA平台,这个平台可以衍生全系列家族的产品,只需要固定前面的轴距和A柱的距离。陆上风机已经实现这样的技术概念,弯曲变化的时候,意味着可以为复杂山地风电场提供非常丰富的产品,这是很重要的特征,直驱的模块化技术虽然很好,但是很难像双馈技术灵活传递载荷的模块设计。
高塔筒技术,这是中国走向低风速的时候开辟的新蓝海,这个技术成为市场上非常苛求的技术,目前批量投运目前还没有,远景有两个十万的风场,今年十月份将会全部并网发电,在此基础上,远景120米全高塔筒样机试用,它有重要的商业技术,实际上混凝土塔筒面临挑战很大,包括成熟的行业环境没有、成熟的行业标准没有、经过验证的职工管理没有、以及更难接受的无法忍受的长工期,现在国内的友商能够提供这个方案也开始逐渐转向全钢柔性塔筒,它是可以非常快速的吊装,比如在江苏国信一周吊装六台,但是最大的挑战是核心控制技术,一个踩高跷的人没有经过训练是不行的,混凝土塔筒的频率很高,60米的控制技术仍然可以放到120米,它为中国低风速市场开辟了新蓝海。
(播放视频 启动、满发过程的振动)几乎无法让肉眼看到它的晃动!这就是先进的控制技术,大家有兴趣以后可以深入的谈,今天不赘述了。可再生能源的本质就是技术,可再生能源技术可以推进度电成本的下降,可以使得可再生能源成为世界能源的中心,成为世界能源中心并不代表解决了所有的问题,间歇性分布式和多动性,这是度电成为下降到和主流化石能源一样的时候解决的三个问题,远景在展会上谈到的ENOS,这就像打车的需求,新能源是出租车司机的供给,供给是分散随机,打车互联网是需求和供给用一张网连接起来,需求和供给和需要一张网能够连接起来,能源互联网远景认为是可再生能源时代的运行机制,远景第一方面持续的推低可再生能源度电成本但是不够,第二是远景坚定不移的构建能源世界中心的运行机制,就是能源互联网,谢谢大家!