风能带来什么新科技?
风电带来的新技术主要存在于风电场设计、建设、运行和维护等领域,目前主要在风机性能提升、风机群智能控制等方向上得到了应用。 在风电场设计领域,主要体现在对风机机组位置的优化设计方面,通过建立数学模型的方法来评估不同机位优化配置下的风电场总发电量、风能利用率和投资成本等指标,得到最优的机位布局方案。
以海上风电为例,由于海面波浪的运动会产生随机载荷作用在风电机组底座上,导致机座产生随机位移,如果位移过大将会影响风机的安全运行与发电效率。因此需要采用统计分析的方法对波峰、波谷及浪间时刻进行定义,进而建立波峰、波谷及浪间期间风力机和海床之间的动力学模型,用于评估风电场在随机负荷下的安全性和经济性,为海上风电的设计提供依据。
在风电场的建设及运行的维护阶段,主要是应用大数据、传感技术等新兴技术对风机及集电系统进行实时监测,实现风机状态参数和运行环境的数字化采集与存储,并通过云计算、人工智能等方法对数据进行分析,达到提前预警、故障诊断与预测维护的目的,从而降低风电场的运维成本,提高其经济效益。
风电行业的新兴技术还在于其对传统行业的改造能力。以风机叶片的生产制造环节为例,当前主要采用的传统工艺是将叶片模具放在成型机上依靠压力的作用使树脂注入模腔内固化成型。而采用风电新技术则可以利用计算机辅助设计(CAD)、虚拟现实(VR)等技术事先在设计阶段对产品进行设计与优化,然后运用3D打印技术按照设计的零件形状与尺寸打印出形的叶片样件,再经过表面处理或喷涂最终形成符合要求的叶片产品,这样不仅提高了生产制造的灵活性还大幅降低了生产成本。