第四屆中國國際風(fēng)電復(fù)合材料高峰論壇（CWPC2018）于2018年3月30日上午在江蘇省阜寧縣天鵝湖大酒店隆重召開，來自海內(nèi)外的200多個企業(yè)、600多余位風(fēng)電行業(yè)、復(fù)材行業(yè)的精英參加了本屆盛會。上午的開幕式結(jié)束之后，高峰論壇分別設(shè)置了新材料、新技術(shù)專場，設(shè)計運(yùn)維優(yōu)化專場，新產(chǎn)品發(fā)布會專場，技術(shù)工藝創(chuàng)新專場，產(chǎn)業(yè)鏈對話專場等多個專場，將呈現(xiàn)大量精彩內(nèi)容。
CENER西班牙國家可再生能源中心Senior Researcher孫皓一（Sugoi）在設(shè)計優(yōu)化運(yùn)維專場做了題為《更長的葉片：多目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計和已通過認(rèn)證的葉片切割技術(shù)方案》的演講。以下為演講內(nèi)容實錄：
CENER西班牙國家可再生能源中心Senior Researcher孫皓一（Sugoi）
在開始講之前，我給大家分享一下整個演講的結(jié)構(gòu)，首先介紹一下我們中心以及長葉片的挑戰(zhàn)和問題。
針對這些挑戰(zhàn)和問題，我們整合了相應(yīng)的解決方案，所以這邊分享一些設(shè)計的解決方案，包括翼型的解決方案以及分段葉片解決方案，最后我們會給大家做一個總結(jié)。
這里面大家看到我們是西班牙國家可再生能源中心，我們是國家的一個氣動中心，我們主要是為了增加關(guān)于比如說像風(fēng)能、太陽能等等可再生能源做一些研究。我們在西班牙北部，在能源中心我們有一些相應(yīng)的設(shè)備設(shè)施和實驗室，包括也有一些發(fā)電機(jī)的測試機(jī)組和測試平臺等等。
這200個人當(dāng)中，我們有25個是高級工程師，專門研究我們的氣動彈性、控制、結(jié)構(gòu)設(shè)計等等。同時還有氣動控制、建模設(shè)施、材料測試實驗室和工具應(yīng)用等等。
我們主要就是提供先進(jìn)的解決方案，包括產(chǎn)品、服務(wù)，同時我們也可以做技術(shù)轉(zhuǎn)讓給行業(yè)的企業(yè)。所以我們是完全開放的，因為我們是國家的能源中心，我們有很多國內(nèi)的，包括國際的客戶。我們可以基于比如說像商業(yè)和約來進(jìn)行合作，也可以公共資助的方式進(jìn)行合作。
我今天自分析的是這個長刀片的挑戰(zhàn)。我們目前都是一些老的技術(shù)和傳統(tǒng)的方法，很遺憾這些老的技術(shù)和方法的成本是很高的，整體設(shè)計，比如說從整個設(shè)計，包括生產(chǎn)過程當(dāng)中，我們一個外殼來打造葉片。同時這個葉片要有相應(yīng)的靈活性。生產(chǎn)出來以后，后面的運(yùn)輸也帶來一個非常大問題，包括在生產(chǎn)過程中的本身，包括成本、運(yùn)營、載荷。
我們在一些現(xiàn)場，現(xiàn)在我們面臨一些環(huán)境的問題，可能跟我們的生產(chǎn)要求都是不斷變化的，比如說造型、載荷都會構(gòu)成挑戰(zhàn)和問題。
下面我們給大家看解決方案，從解決的角度分享一下設(shè)計的解決方案。我們認(rèn)為這個解決方案，當(dāng)然是整體的。我們要考慮葉片的最佳氣動結(jié)構(gòu)來考慮相應(yīng)的解決方案。所以這邊可以看到我們有一個解決方案，叫葉片綠洲的項目，全程是葉片氣動最佳解決方案，可以同時優(yōu)化氣動和結(jié)構(gòu)變量。
這個工具，大家可以看到，它是一個空氣動力學(xué)模塊，我們也有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模塊，它也是來自西班牙可再生能源研究中心開發(fā)的模塊，加載以后我們就可以來計算一個最優(yōu)化的方案。這樣的話就可以達(dá)到最優(yōu)的葉片設(shè)計，同時像我們的一些葉片幾何、葉片結(jié)構(gòu)的特性、葉片的重量等等可以得出相應(yīng)的結(jié)果。這里大概就是我們的解決方案。
這邊空氣動力學(xué)分析，葉片的效率會有一定的損失，我們也會考慮一些風(fēng)的方向，比如說像偏航、傾斜、預(yù)彎、預(yù)掃掠等等，這樣就會自動地生成翼型的數(shù)據(jù)。
關(guān)于結(jié)構(gòu)和模塊，我們這邊可以來對一些主要的成分進(jìn)行參數(shù)化的定義，比如說像梁帽、根部、腹板，我們有一個參數(shù)化的工具，通過工具可以調(diào)整。包括內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，比如說我們可以有一個、兩個、三個的腹板或者梁帽的形狀等等可以進(jìn)行調(diào)整。通過工具進(jìn)行氣動的優(yōu)化，最大化匹配CP、CT。我們可以優(yōu)化載荷，包括有一些最大的限值、最小的強(qiáng)度比、最大的CT、最小CP等等。
我想給大家舉一個例子，這不是一個商業(yè)化設(shè)計，但是一個實際的應(yīng)用項目，是一個歐洲的項目。幾個月以前剛結(jié)束，我們在意大利設(shè)計了一個10兆瓦的風(fēng)機(jī)的項目。我們想使用雙葉面的逆風(fēng)向的，優(yōu)化最大化AEP，經(jīng)過一萬次的葉片的翼型選擇和設(shè)計。
我們可以看到左手邊包括雙葉片的、三葉片的，紅色的是雙葉片的設(shè)計，你可以看到損耗降低了，在頂部你可以看到可以適應(yīng)更大的速度，提高葉片的速度。你可以看到在哪里，我們獲得AEP的增益，通過這個設(shè)計。
第二個解決方案是可以通過一些動力學(xué)的設(shè)計用于翼型的葉片的設(shè)計。就像剛才李先生講的，其中一個主要的問題是新的葉片，如果你使用很好的翼型，他們的數(shù)值可以達(dá)到一到三百萬。
我們給大家分享一下，我們有一個翼型設(shè)計的經(jīng)驗，設(shè)計垂直型的翼型。這種設(shè)計，我們幾年前開始設(shè)計了一個翼型家族，就是CA家族。你可以看到專門設(shè)計大型轉(zhuǎn)子和雷諾數(shù)，可以滿足3—15兆瓦的要求。現(xiàn)在T/C基本上可以18%、21%、24%，我們在潔凈的情況下和粗糙的情況下可以達(dá)到的雷諾數(shù)。
第二種解決方案是分段的葉片數(shù)的解決方案，我們專門設(shè)計成兩片組裝，隨后在風(fēng)電場組裝起來，主要是為了解決制造的問題，主要是用于運(yùn)輸?shù)膯栴}。所以說現(xiàn)在因為風(fēng)電場地處偏遠(yuǎn)，所以任何幫助減少運(yùn)輸?shù)姆桨付际怯袔椭?/div>
你可以看到下面這張照片，這是成本，傳統(tǒng)的葉片單片式的，一旦從美國運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，你可以看到運(yùn)輸?shù)某杀菊?2%—15%。我們研究了幾年的模塊化的葉片，我們決定提供自己的設(shè)計，我們自己的設(shè)計是模塊化的葉片、分段式的葉片。這是為歐盟設(shè)計的一個項目，它的優(yōu)勢是可以整合不同的葉片的結(jié)構(gòu)，而且可以修改、修正對葉片的氣動力學(xué)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行外形的改進(jìn)。
在這里你可以看到在布魯塞爾的一個原型機(jī)的設(shè)計，我們決定要做一些測試來評估風(fēng)險。因為我們認(rèn)為模塊化的分段式的結(jié)構(gòu)還是對市場適應(yīng)性很強(qiáng)，有很強(qiáng)的競爭力。
我們做一些降低風(fēng)險的測試，你可以看到不同的配置，從A到E，包括螺栓螺紋的測試，包括一些工具等等，我們經(jīng)過了一年的測試，提供了獨(dú)特的認(rèn)證方案。我們進(jìn)行更多的實驗，包括黏性剪輯測試、全面的連接測試等等。我們獲得成功的認(rèn)證。
在這里是另外一個例子，是一個商業(yè)化的項目，5兆瓦IIA型的，我們切成21米長的分段，你可以看到我們分段的情況。在這張圖片里左邊葉片的氣動不受影響，重量的分配，黑色的是常規(guī)的解決方案，虛線的地方可以看到重量提高了很多。葉片的氣動不受影響，而且葉片重量增加了7%，我們?yōu)橐粋€商業(yè)化的行業(yè)做的設(shè)計，你可以看到重量上升，介于5%—7%之間。
如果我們原來的常規(guī)成本，運(yùn)輸可以達(dá)到15%—12%，通過分段式的葉片可以把成本降到10%。當(dāng)然在加工、材料方面有一些成本的增加，因為模塊化的設(shè)備更容易制造，模塊化的葉片更容易制造，需要你的生產(chǎn)能力進(jìn)行提高。右邊的圖片，藍(lán)色的是單片的葉片。
首先我們相信最新的葉片需要整體化的設(shè)計，要考慮到制造加工、氣動和結(jié)構(gòu)以及全面的優(yōu)化，我們有一個工序、軟件。我們現(xiàn)在相信在整個行業(yè)里面做的努力，我們設(shè)計了一個新的翼型的家族，可以大大提高雷諾數(shù)。最后是分段式的運(yùn)輸解決方案，我們進(jìn)行了機(jī)型的測試，并且做了認(rèn)證，所以我們在西班牙有這方面的經(jīng)驗，非常感謝各位的聆聽，如果有問題盡量提，謝謝大家！
（內(nèi)容來自現(xiàn)場速記，未經(jīng)本人審核）
