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行业分析

玻纤复材助力海浪发电
来源:杨超凡  2021-08-30 10:48:10
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-12-11332.html       一种很有前途的海洋能源技术是波浪能转换器(WEC- Wave Energy Converter),它利用海浪的运动来发电。已经开发出各种类型的波浪能转换器(WEC),其中许多概念的工作方式与水力涡轮机类似:柱状、叶片状或浮标状装置位于水上或水下,它们在哪里捕获海浪产生的能量。然后,将这些能量被转移到发电机,发电机将其转化为电能。

       海浪是相对均匀和可预测的,但海浪能像大多数其他类型的可再生能源一样,包括太阳能和风能——仍然是一种可变能源,根据风和天气条件等因素在不同时间产生或多或少的能量。因此,设计可靠且具有竞争力的波浪能转换器(WEC)的两个关键挑战是耐用性和效率:系统需要能够在大型海洋风暴中生存,并在最佳条件下有效捕获能量,以满足年度能源生产(AEP- annual energy production)目标并降低电力成本。

球形浮标、波浪能换器(WEC)

       瑞典 CorPower Ocean 公司研发 9 米直径球形浮标、波浪能转换器(WEC)(上图)。在设计该系时,该公司发现纤维缠绕(FW)玻璃纤维复合材料是制造其大型浮标壳体最有效、最具成本效益的解决方案。

       该装置高 19 米,分为两个部分:一个 9 米的球形壳体,以及一个 10 米的立柱,该立柱通过张紧系泊系统固定在海底。壳体是一个缠绕在 10 米长心轴上的夹层组件:这包括结合玻璃纤维粗纱和专门开发的 141毫米宽的织物带的内蒙皮、设计用于强度和适应船体曲率的 H 结构芯层,以及纤维缠绕粗纱和织物的外蒙皮。材料确保暴露在恶劣条件下的结构的耐久性和长寿命。 壳体的总厚度约为 6 厘米。纤维缠绕后,再组装机械系统、梯子和其他部件之前,每个壳体在室温下固化,最后的壳体涂上胶涂层以防紫外线。

       考虑到浮标的尺寸大,如果 CorPower 将船体从一个中心制造地点运输到全球安装地点,运输成本和相关的二氧化碳排放量将很高,因此,该公司开始寻找一种制造工艺,使他们能够在部署地点附近的当地设施中快速生产浮标。

       CorPower 公司开发了自己的移动系统,包括一个位于 14 米底座上的纤维缠绕(FW)机,该底座也用作运输集装箱的下半部分。当需要运输时,可将整个卷绕机旋转 90 度以装入基础容器,并在顶部盖上盖子。由此产生的系统很容易通过船只或卡车运输到CorPower 公司将生产浮标的海岸线现场,然后在两天或更短的时间内装配起来。

       纤维缠绕(FW)机本身包括一个自动输送系统,用于将纤维放在 10 米长、9 米直径的心轴上。除了用粗纱和织物湿缠绕外,该系统还能够喷涂短切玻璃纤维和绝缘泡沫。泡沫可以喷到预先缠绕的内层皮肤上,然后加工成型,并再次缠绕外层皮肤的材料。通常你只需要使用一种或两种材料,但这些浮标要求系统使用同一台机器上的四种材料。

       该系统必须包括特殊的调节装置,如供操作员操作的台阶,以及安装在输送工具、树脂浸渍系统、筒管和筒子架上有五个摄像头,以使操作员能够立即看到机器的所有部件。传感器,如编码器和感应传感器,也被嵌入以便控制树脂温度。纤维缠绕(FW)机还具有可拆卸的尾座,便于拆卸零件。全套制造设备可以把它装在三个集装箱里,然后运到世界各地的任何地方。

       CorPower 公司计划在 2025 年安装其第一个有 15-30 台的浮标商业海浪发电场。

       附图:




在荷兰工厂测试小尺寸模型


在葡萄牙工厂制造的第一个四分之一比例的复合材料壳体

早期浮标、波浪能换器(WEC) 


 
浮标、海浪发电场


编后语:
我国是玻璃纤维生产大国。浮标、海浪发电
是玻璃纤维又一大显身手的产品。 文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-12-11332.html