今年,15MW陸上風機即將吊裝、18MW海上風機完成吊裝,屢屢刷新風電行業技術極限。
在這背后,全產業鏈的革新悄然進行。當業界目光聚焦于葉片的加長與塔筒的增高,往往容易忽視零部件企業,尤其是電控系統器件在核心技術上的創新與突破——它們正成為風電新時代搶占制高點的關鍵力量。
在這一環節,有一家不可忽視的企業,即陽光電源。
2004年,陽光電源前瞻性地布局風電變流器市場,成立陽光電源風能事業部(以下簡稱陽光風能),2023年風電變流器全年發貨量達到32GW,同比增長40%,市占率位居全球第一,展現出強勁的增長勢頭和市場領導力。
為深耕風電電控領域,發揮電能轉換的技術優勢,陽光風能依托強大的研發生產能力,成立風電變槳研發部門,并迅速推出多款風電變槳驅動器及變槳系統。今年7月,又推出了具有劃時代意義的大功率變槳系統,實現了對傳統變槳技術的革新。
透過陽光風能近年的布局與成果,足以梳理出風機大型化對行業零部件廠商帶來的深遠影響。
為此,風電觀察近日專訪陽光風能變槳產品中心總經理曹文斌,共探大型化下,風電變槳的入局和革新。
陽光風能的發展歷程證明,風電行業不僅需要葉片與塔筒的物理突破,同樣需要核心零部件與關鍵技術的創新,這將是風電新時代的制勝之道。
布局風電變槳,陽光風能因何選擇?
目前,國內風電變槳系統以電力變槳系統為主。
電力變槳系統即以電動機為動力源,通過伺服驅動器精確控制電動機帶動減速機,進而驅動槳葉進行精準變槳,實現風力發電機組的功率輸出與剎車制動,確保機組免受過載破壞。
簡單來講,變槳系統雖小,卻是風機葉片啟停的總開關,直接影響著風機的捕風能力和安全生產,被視為風機的生命線與效益線。
據了解,2009年全球95%的風電機組已采用變槳變速方式,我國自2009年所安裝的MW級風電機組中也全部是變槳機組。
變槳系統已成為現代風電行業的標配,相關配套形成完整產業鏈,并逐步邁入質量競爭階段,迎來新一輪洗牌。
在這樣的背景下,有哪些因素吸引了陽光風能布局變槳市場?
曹文斌表示,“首先,公司的大方向是聚焦新能源電力轉換業務,這與變槳業務核心一致;其次公司經過深入調研,發現變槳行業技術路線已多年未有革新,產品趨于同質化,諸多痛點未獲解決。”
曹文斌指出,傳統的驅動器雖能滿足當前大部分10MW及以下風機需求,但在18MW乃至25MW大型風機的挑戰下,問題逐漸顯現,具體來看:
其一,大兆瓦風機變槳單個器件過大過重,如18MW變槳電機重量189公斤,將近400斤,在輪轂里極難維護。
其二,是IPC開啟帶來的輪轂過熱問題。相當于在輪轂里加裝了持續發熱的20kW加熱器,壓縮了變槳電機的溫升空間,進一步縮短超級電容等器件壽命,會帶來嚴重的安全問題。
基于以上,陽光風能正通過技術創新,解決上述痛點,推動變槳系統乃至整個風電行業的升級與革新,確保在風機大型化進程中,安全與效率并行不悖。
變槳系統如何解決大風機的安全和成本問題?
近年來,不乏因風機變槳系統部件問題引發事故的案例,在采訪中,曹文斌也提到當前海上風電因變槳故障后停機出海的問題嚴重。
加上大型風機的快速迭代影響,變槳系統急需緊跟整機商腳步。
“變槳業務自成立起就受到公司的重視,不斷投入人力物力進行團隊組建,并調派了研發的精兵強將進行第一代產品的研發,現在第一代產品已經在批量使用中。”
曹文斌提及的第一代產品,即陽光風能變槳產品系列SPD100-45/55、SPD101-45/55、SPD102-65、SPD110-80,以上產品配套不同功率等級、不同葉輪直徑的風機。
不久前,陽光風能還推出了一款具有“劃時代”意義的大功率變槳系統。其創新點在于:單柜設計、四象限操作、IGBT并聯技術、強擴展性、可接入儲能系統、多電機驅動與超級同步功能等。
這些特性不僅提升了變槳系統的靈活性與適應性,更為風電行業帶來了革命性的解決方案,尤其針對大型化風機所需解決的核心問題——安全性與降本增效實現突破。
曹文斌介紹,在安全性上,該變槳系統采用IGBT并聯技術,能夠同時驅動多個電機并聯運行,即使單個電機失效,也不會影響其他電機的正常工作,給當前海上風電帶來一針強心劑。
在降本上,相比常規雙驅系統,大功率變槳系統至少降本40%以上;在增效上,通過將常規變槳系統在IPC模式下通過制動電阻消耗的20多個kW功率的電并網使用,一臺風機一年即能節省6萬多度電。
如果一年萬臺風機都采用了大功率變槳系統呢?這對于全力降本的風電行業的作用不可謂不重要。
引領風電變槳,陽光風能持續發力
伴隨風電大型化的步伐,風機單一容量提升,對風電變槳系統需求也在發生變動。
“從理論上講,變槳系統價格走低,這是趨勢,不可逆轉。”但曹文斌強調,當前的產品不僅承擔著變槳的基本功能,更集成了外接儲能、并網等多元化功能,以此來降低業主和整機商的成本。
說到底,風機大型化的終極目標,是降本增效,這一理念貫穿于行業發展始終。由此,零部件廠商也正走進新發展階段。
“近幾年行業一直加量,不但不加價還減價。”曹文斌指出。零部件廠商面臨的是前所未有的機遇與挑戰并存的新格局。
機遇方面,風機大型化的快速推進,促使整機到部件走入“無人區”。此時零部件廠商不斷投入研發力量,配合整機廠商做好前沿產品的研發配套,并不斷優化,就能在風電行業常青樹般地存在。
挑戰方面,作為零部件廠商需具備強大的韌性和持續的創新能力,以滿足多樣化客戶需求,不斷投入研發資源,堅守長期主義,不因短期得失而動搖。要與整機廠商并肩作戰,共同應對來自成本的嚴苛且漫長的挑戰,保持持續競爭力。
而這些正是陽光風能所擅長的,也是其所堅持的。在這一過程中,以陽光風能為代表的零部件廠商的角色正悄然轉變,從單純的供應商升級為風電生態系統中不可或缺的創新伙伴,共同繪制著風電行業可持續發展的美好藍圖。