移動式長絲纏繞設(shè)備助力工業(yè)規(guī)模的波浪能發(fā)電設(shè)備制造（下篇）
更新時間：2021-09-03 10:45:17
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決定采用復(fù)合材料進(jìn)行設(shè)計后，下一個挑戰(zhàn)便是探索能夠建造大型圓形中空結(jié)構(gòu)的制造工藝。據(jù)約翰森表示，事實(shí)證明，通過長絲纏繞制造比制造金屬部件更具成本效益，且速度更快。CorPower海洋公司的目標(biāo)是每個長絲纏繞單元能夠在大約48小時內(nèi)生產(chǎn)一個浮標(biāo)，“在高速生產(chǎn)的同時能夠高度精確地鋪設(shè)纖維，是相當(dāng)核心的一個技術(shù)要求，而我們可以通過長絲纏繞實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。”Autonational BV公司的市場和銷售經(jīng)理哈里-菲耶特解釋說，典型的長絲纏繞設(shè)備通常會被永久地安裝在工廠環(huán)境中。然而，考慮到浮標(biāo)的尺寸，如果CorPower海洋公司將外殼從一個中央制造地點(diǎn)運(yùn)到全球安裝地點(diǎn)，運(yùn)輸成本和相關(guān)的二氧化碳排放量均會很高，因此該公司著手尋找一種制造工藝，使他們能夠在部署地點(diǎn)附近的當(dāng)?shù)卦O(shè)施中快速生產(chǎn)浮標(biāo)。菲耶特表示，市場上已經(jīng)有一些移動式長絲纏繞設(shè)備，但其中許多系統(tǒng)也很難運(yùn)輸，而且價格昂貴。與AutonationalBV公司合作開發(fā)的定制長絲纏繞設(shè)備（圖為Autonational公司在荷蘭的工廠測試一個小規(guī)模的模型）能夠纏繞四種材料、9米直徑的船體，并能在設(shè)施之間輕松運(yùn)輸。在與CorPower 海洋公司的合作中，Autonational公司的工程部門開發(fā)了自己的移動系統(tǒng)，長絲纏繞設(shè)備被固定于一個45英尺長底座上，該底座也是運(yùn)輸集裝箱的下半部分。當(dāng)需要運(yùn)輸時，整個收卷機(jī)可以旋轉(zhuǎn)90度適配運(yùn)輸工具，然后在上面蓋上蓋子即可啟程。菲耶特說，改裝好的設(shè)備很容易通過船舶或卡車運(yùn)輸?shù)缴a(chǎn)浮標(biāo)的海岸線現(xiàn)場，然后在兩天或更短的時間內(nèi)安裝完畢。挑戰(zhàn)在于如何兼顧絲纏繞系統(tǒng)的堅固實(shí)用性及其輕便可移動性。據(jù)我所知，這是前所未有的嘗試。"長絲纏繞設(shè)備本身包括一個自動運(yùn)載系統(tǒng)，用于將纖維放到一個10米長、9米直徑的心軸上。菲耶特認(rèn)為，通常情況下，除非浮標(biāo)的直徑特別大，一般只需要1-3米的直徑。除了用粗紗和織物進(jìn)行濕式卷繞外，該系統(tǒng)還能噴涂切碎的玻璃纖維和絕緣泡沫。泡沫可以噴涂在預(yù)先纏繞的內(nèi)皮上，然后加工成形狀并再次用材料纏繞外皮。鑒于該設(shè)備的尺寸，必須安裝特殊的、提供便利的附件，如操作員的臺階，以及安裝在輸送工具、樹脂浸漬系統(tǒng)、料筒和托架上的五個攝像頭，操作員能夠同時看到機(jī)器的所有部分。除此之外，編碼器式和感應(yīng)式的傳感器，也被嵌入以控制樹脂溫度。該長絲纏繞機(jī)還具有一個可拆卸的尾翼，能方便拆卸內(nèi)部零件。圖中，纏繞設(shè)備由卡車運(yùn)至CorPower 海洋公司位于葡萄牙的移動工廠，建造第一個全尺寸原型。最終，CorPower海洋公司計劃同時安裝和運(yùn)行幾個移動式纏繞設(shè)備，可快速生產(chǎn)具有數(shù)千臺機(jī)組的波浪能轉(zhuǎn)換器場菲耶特說，纏繞設(shè)備的開發(fā)涉及Autonational和CorPower海洋公司之間的大量溝通。Autonational公司在研究機(jī)器的同時，CorPower海洋公司也在研究他們的原型設(shè)計，所以隨著他們設(shè)計的發(fā)展，同時也增加了新的功能。Autonational公司不僅僅是一個設(shè)備供應(yīng)商；他們在很大程度上是CorPower海洋公司的技術(shù)指導(dǎo)，幫助和指導(dǎo)我們采用不同的技術(shù)解決方案，實(shí)現(xiàn)這個工作量非常龐大的設(shè)備制造。約翰森說："對我們來說，讓它成為非常靈活的機(jī)器，能夠適應(yīng)我們可能有的任何新材料或設(shè)計變化，也很重要?！?/span>
HiWave-5。向商業(yè)化邁進(jìn)的下一步在Autonational的工廠對機(jī)器進(jìn)行驗(yàn)證后，最后的纏繞設(shè)備通過卡車運(yùn)到葡萄牙Viana doCastelo的一個臨時生產(chǎn)設(shè)施，用于HiWave-5項目。HiWave-5示范項目于2018年開始，旨在建造、干測試、認(rèn)證和海洋測試全尺寸的水電機(jī)組。目前，CorPower海洋公司正處于五個階段項目的第四階段，目標(biāo)是對C4原型進(jìn)行海洋測試。在第五階段，將在2023年之前建造并部署另外三個全尺寸的水電機(jī)組，稱為C5。第一個移動工廠。CorPower 海洋公司在葡萄牙北部建造了這個臨時生產(chǎn)設(shè)施。在這里，波浪能轉(zhuǎn)換器的外殼被制造出來，其余的部件被組裝起來，波浪能轉(zhuǎn)換器已經(jīng)準(zhǔn)備好在附近的海岸部署在這里，波浪能轉(zhuǎn)換器的外殼被制造出來，其余的部件被組裝起來，波浪能轉(zhuǎn)換器已經(jīng)準(zhǔn)備好在附近的海岸部署。例如，在與船體集成和在海洋中安裝之前，浮標(biāo)的內(nèi)部傳動系統(tǒng)在CorPower海洋公司的瑞典設(shè)施中進(jìn)行測試和穩(wěn)定，該測試平臺模擬了最壞情況，即風(fēng)暴條件下的波浪負(fù)載。對于HiWave-5，CorPower 海洋公司已經(jīng)在葡萄牙北部的Vianado Castelo商業(yè)港口投資建設(shè)了一個陸上設(shè)施，用于復(fù)合船體纏繞的移動工廠單元，以及水電系統(tǒng)的最終裝配和維護(hù)。
最終，CorPower海洋公司的波浪能轉(zhuǎn)換器是為安裝在由數(shù)百甚至數(shù)千臺機(jī)組組成的近海區(qū)域而設(shè)計的，并且可以與海上風(fēng)電場共處一地。約翰森指出，"將我們的技術(shù)與其他形式的可再生能源結(jié)合起來使用，可以減少聯(lián)合發(fā)電區(qū)域電力輸出基礎(chǔ)設(shè)施有關(guān)的成本，當(dāng)然，這種結(jié)合也將減少了電力生產(chǎn)的變異性，為近海區(qū)域主提供更有價值的產(chǎn)品，幫助其平穩(wěn)過渡到完全脫碳的能源系統(tǒng)"。據(jù)CorPower海洋公司稱，其波浪能轉(zhuǎn)換器設(shè)備每公噸可提供比競爭性波浪能技術(shù)多五倍的能量輸出，使波浪能達(dá)到與海上風(fēng)力相似的結(jié)構(gòu)效率水平。結(jié)合可再生能源。該模擬演示了CorPower 海洋公司在海上風(fēng)電場附近部署風(fēng)能發(fā)電站的想法，減少基礎(chǔ)設(shè)施成本并補(bǔ)充風(fēng)能。在HiWave-5項目成功完成后，CorPower 海洋公司計劃在2025年安裝其第一個由15-30臺機(jī)組組成的商業(yè)波浪轉(zhuǎn)換器場。CorPower海洋公司將以此為支點(diǎn)，不斷擴(kuò)大場的規(guī)模，并開始在全球范圍內(nèi)安裝浮標(biāo)系統(tǒng)，建立像目前在葡萄牙設(shè)立的移動工廠，進(jìn)行現(xiàn)場制造和組裝。"約翰森說："我們可以將它裝在三個集裝箱里，然后運(yùn)往世界上任何地方。這就是為什么我們與Autonational公司一起開發(fā)了這臺移動式機(jī)器?！?quot;我們在現(xiàn)場制作船體，然后整合傳動系統(tǒng)和其他內(nèi)部機(jī)械部件，在纏繞設(shè)備被轉(zhuǎn)移到下一個客戶現(xiàn)場時，我們已經(jīng)準(zhǔn)備好部署它。"除了商業(yè)安裝，CorPower 海洋公司還旨在降低成本，目標(biāo)是每兆瓦時的平準(zhǔn)化能源成本（LCOE）低于40歐元。隨著技術(shù)的發(fā)展，約翰森預(yù)計他們也將能夠進(jìn)一步優(yōu)化材料、設(shè)計和工藝，以提高設(shè)備的效率。Verdeguer補(bǔ)充說："我們的最終目標(biāo)是，我們的技術(shù)將補(bǔ)充風(fēng)能和太陽能，為世界實(shí)現(xiàn)100%可再生能源系統(tǒng)提供最低成本和最可靠的途徑"。本文由中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會編譯，文章不用于商業(yè)目的，僅供行業(yè)人士交流。轉(zhuǎn)載請注明來自中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會。
