Bij de recente"China Offshore Wind Power Engineering Technologieconferentie,"er werd een keynote speech gehouden door de algemeen directeur van de offshore productlijn. Hij benadrukte dat de huidige knelpunten bij de Chinese offshore windturbines in de bladen en hoofdlagers liggen. Gezien de grote vraag naar offshore windturbines is het van cruciaal belang dat fabrikanten zich concentreren op het bieden van oplossingen die investeringsrendementen garanderen op basis van de beschikbare toeleveringsketens, en zo de duurzame ontwikkeling van offshore windenergie in China ondersteunen.

Ontwikkelingsreis van windturbinebladen

De evolutie van windturbinebladen in Europa en China werd besproken. Tussen 1991 en 2015 was China een volgeling op het gebied van turbinevermogen en bladgrootte. In 2017 had China echter een windturbine ontwikkeld met een diameter van 171 meter, waarmee de Europese 164 meter werd overtroffen. In 2019 introduceerden zowel Europa als de VS nog grotere turbines met een diameter van 220 meter. Deze gelijkheid in turbinegrootte betekent dat China en Europa zich nu op een vergelijkbaar niveau bevinden wat betreft de ontwikkeling van offshore windturbines.

Uitdagingen en innovaties in windenergie

Volgens een gerenommeerd mondiaal wetenschappelijk tijdschrift wordt de windenergiesector, naarmate de omvang van offshore windturbines groter wordt, geconfronteerd met aanzienlijke uitdagingen op het gebied van aerodynamica, structurele dynamiek en hydrodynamica. Het onderzoek op deze fundamentele wetenschappelijke gebieden heeft geen gelijke tred gehouden met de groeiende turbinediameters. In tegenstelling tot de luchtvaartindustrie, waar de spanwijdte van vliegtuigen zelfs na een eeuw nog niet groter is geworden dan 80 meter, heeft de windenergie-industrie in minder dan vier decennia turbinediameters van 200 meter bereikt.

Het belang van geleidelijke vooruitgang op het gebied van techniek en technologische vooruitgang werd benadrukt. Het vergroten van de bladlengte vereist doorbraken in materialen en productietechnologieën. Alleen vertrouwen op bestaande technologieën om de bladgrootte te vergroten is onvoldoende om de verdere ontwikkeling van offshore windenergie te ondersteunen.

De behoefte aan sluiermaterialen van koolstofvezel

Om langere offshore-bladen te ondersteunen, moet de industrie zich in de toekomst wagen"onbekend terrein"van Carbon Fiber Veil-materialen. Deze transitie weerspiegelt de situatie tien jaar geleden, toen China licenties moest verlenen voor bladontwerpen van Europese bedrijven, waarbij de kernmaterialen en uitrusting afkomstig waren van Duitse of Japanse bedrijven. Grote investeringen in matrijzen, lange tijdlijnen en onrijpe procestechnologieën compliceren de ontwikkeling nog verder, waardoor de verwerkingsefficiëntie van overmaatse bladen aanzienlijk lager is dan die van reguliere bladen, 3 tot 4 maal lager. Dit vormt een groot knelpunt bij het garanderen van de levensvatbaarheid van projecten onder de huidige grootschalige offshore windinstallatiescenario's in China. Carbon Fiber Veil is essentieel voor de volgende generatie windturbines en komt tegemoet aan zowel de behoefte aan sterkte als lichtgewichteigenschappen.

Uitdagingen in de toeleveringsketen van hoofdlagers

De belangrijkste oorzaak is een ander knelpunt, dat voortkomt uit ontwerpuitdagingen, problemen met de toeleveringsketen en installatiecomplexiteit. Concreet wordt de toeleveringsketen voor grote hoofdlagers van offshore-turbines geconfronteerd met drie belangrijke uitdagingen:

1. De diameter van de hoofdlagerring is vaak groter dan 2 meter en overtreft daarmee de capaciteit van de meeste beschikbare werktuigmachines.

2. Er zijn slechts twee reguliere leveranciers, die capaciteitsreserveringen minimaal een jaar van tevoren vereisen.

3. Binnenlandse leveranciers beschikken momenteel niet over de ontwerp- en verwerkingsmogelijkheden voor zulke grote lagers.

Oplossingen en innovaties in lagertechnologie

De toepassing van dubbele SRB-technologie voor hoofdlagerconfiguraties garandeert ondersteuning voor turbines van 5-6 MW met een diameter binnen 1,5 meter. Deze oplossing, ondersteund door een robuuste mondiale toeleveringsketen, maakt de betrokkenheid van lokale leveranciers bij ontwerp en productie mogelijk. Technologieën die grotere diameters vereisen, zoals dubbele TRB en DRTRB, worden daarentegen geconfronteerd met aanzienlijke uitdagingen op het gebied van capaciteit en efficiëntie.

Optimalisatie van de prestaties van offshore windturbines

Ondanks de uitdagingen blijft het bedrijf vertrouwen hebben in het leveren van offshore-windenergieoplossingen die een positief investeringsrendement opleveren. Er werd een uitgebreide kaart gemaakt van de genivelleerde energiekosten (LCOE) voor de Chinese offshore windparken, die als leidraad dienen voor de definitie van turbines en ontwikkelaars helpen winstgevende projecten te identificeren. De nadruk ligt niet op turbinecapaciteit, maar op LCOE, waarbij energieopwekking de meest kritische factor is.

Regionale aanpassingen en LCOE-gevoeligheidsanalyse

Verschillende regio's vereisen verschillende combinaties van turbinevermogen en rotordiameter om LCOE te optimaliseren. Het bedrijf voerde LCOE-gevoeligheidsanalyses uit voor gebieden met veel wind, zoals Fujian, gebieden met weinig wind, zoals Guangxi, en gebieden met weinig wind, zoals Zhejiang. Uit bevindingen blijkt dat turbines van 6-8 MW optimaal zijn voor scenario's met hoge windsnelheden, terwijl turbines van 4-6 MW het beste zijn voor scenario's met lage tot middelmatige wind. Lagere windsnelheden vereisen grotere rotordiameters en omgekeerd. Het gebruik van Carbon Fiber Veil in deze turbines is cruciaal voor het behalen van de gewenste prestaties en efficiëntie.

Het aanpakken van zogverliezen in offshore windparken

De Chinese offshore windparken worden geconfronteerd met grotere zogverliezen dan de Europese tegenhangers als gevolg van de dichtere ligging, lagere windsnelheden en een stabielere atmosfeer. Uit een evaluatie van bijna 1,5 GW aan offshore-turbinecapaciteit bleek dat de initiële schattingen van zogverliezen ongeveer 2% te laag waren. Inspanningen om zogverliezen te verminderen door middel van groepszogcontroletechnologie hebben geresulteerd in een toename van de energieopwekking met 3-4%. Naarmate de lay-out van offshore windparken dichter wordt, wordt de waarde van groepszogcontroletechnologie steeds belangrijker. Het implementeren van Carbon Fiber Veil in het bladontwerp verbetert niet alleen de prestaties, maar vermindert ook de impact van zogverliezen.