荷蘭Pontis Engineering 中國區總經理 Martijn van Breugel出席“上海國際海上風電+風電運維活動”時，就“海上風機葉片開發,銜接設計與制造”發表技術演講

　　
       中國風電材料設備網： Pontis是2007年創立的。現在團隊有25個工程師，這些工程師有很多GE工作背景。Pontis主要是做設計和產品，同時80%是陸上和海上風電，包括運輸、海事業務和建筑。Pontis是一個設計型公司，但是除了設計公司以外也是一個提供一站式的服務的公司，Pontis為客戶從概念設計一直到認證和到最后的系列生產提供一站式的服務。

　　Pontis擁有海上葉片設計的經驗，現在在給4個海上風電做葉片設計，兩個是歐洲的風場，兩個是中國的風場，葉片的長度是68到85米左右。Pontis沒有更多的客戶經驗跟大家分享，但是Pontis在全世界招納人才，同時Pontis是廣有人脈的。在航空這個領域也有很多葉片，但是Pontis可以保證，如果客戶葉片能夠滿足空客的要求的話，在風能機這一塊是肯定能滿足要求的。

　　Pontis也經常參與到項目的管理當中，一旦做項目的話，會和客戶公司的合作商一起合作，確保達成時間的結點。同時Pontis現在是一個第三方的公司，也和原材料的供應商有合作。Pontis總部是荷蘭阿姆斯特丹，同時在2010年的時候在美國設立了辦事處，在北京2008年成立辦公室。Pontis的大多數項目都是在總部，在美國也有一些項目，另外在中國也有超過10個項目在建。之后會向東海岸推薦，包括連云港、大連等等。Pontis知道未來趨勢是怎么樣的，希望把整個供應商做到海上風能機葉片的提供，很一些項目并沒有通過審批，但是很快可以開工建設。

　　首先談設計葉片。Pontis看到一個新的趨勢，中國的公司或者說全世界的工作都是一樣的，首先要說到整個設計，之后做一系列開發。Pontis提供的首先是設計，但是中國的合作商喜歡自己做設計，Pontis可以幫助這些客戶更好的做一些設計的優化，有些客戶要需要做認證，Pontis可以幫助準備做認證。Pontis做供應的開發，同時做供應的優化。第三個是做樣機的設計，第一臺樣機是客戶制作的，Pontis會選擇風機最終坐落的位置，把設計當中的一個結，最終轉換成為生產過程當中的食物，最后能夠去達到量產，慢慢的Pontis會解除或者結束這樣的合作關系。一年的周期之后一般來說可以完成這個項目，也就是說一年的時間可以幫助客戶完成從設計到生產所有的工作。

　　海上風電葉片的挑戰。從Pontis的觀點有幾個重大的挑戰，首先是風機的負荷，葉片大概有40噸左右，通常來說是10到12噸，現在尺寸增加了4到5倍的重量。當然可以使用更多的材料，平均的載荷增加了。第二個挑戰是運輸和安裝，在新船只上有的時候鐵軌需要專門設計，有時候必須設計新的安裝船。通常來說Pontis建議海上風電葉片在岸上安裝，安裝好然后再運到海上。海上運用狀況，Pontis一直處理應對臺風、強風高風速的臺風，必須在結構上做更大的改進，有更高的平均的風速會增加疲勞載荷，有的時候會有延誤和冰，這個也是重大的挑戰。這個在海上的業務里面實際上是一個新挑戰。

　　設計和生產之間的矛盾，作為一個制造公司，想快速的降低成本，想達到質量沒有退后、沒有反工、沒有故障。設計方面要求一些其他的因素，主要是集中在一些新載荷、小阻力和更光滑的表面，這兩種要求并不一定能夠匹配。有的時候設計師看看這個設計的過程，一些設計的很好的葉片在紙上面是效率是很高實際上是制造不出來的。

很重要的一點是這個設計團隊要理解設計對制造的影響和可制造性。整個流程、整個工藝，應該由設計去驅動。或者由一個工藝決定。整個葉片的質量通常由勞動力的素質決定，車間里的工程師，葉片的業務。Pontis使用造船的技術來實現航空的質量，所以說很多的工藝可以看到流程，目前的工藝并不是非常強有力，非常取決于工程素質。

　　給大家舉一些例子，面對海上風電葉片一些挑戰，首先是黏合劑的應用和涂裝，黏合劑岸上的使用是300到400公斤，而在海上風電葉片可能需要1噸，固化的時間是沒變的，總使用量大增。這意味著已經生產很多的岸上的葉片，但是海上風電葉片需要黏合劑的量大概要3到4倍，所以說生產的過程很緊張。

　　看到一個海上的葉片比屋頂更高，后援單向部必須有很高的位置，這種玻璃纖維的復層以前是1米的高度，現在是2.5到3米高度。這個對于岸上的葉片已經很難涂裝了，在海上的葉片就很難。所以必須在設計的時候考慮所有的因素，這個是預制預成型。

參數的要求是一個有趣的議題。對注塑Pontis有一些標準，DIN16901：1米的長度誤差是1毫米，如果有個葉片是85米長，長度的誤差要求是一樣的。對于40米的葉片，這個標準率少于1毫米。對于大于80米的葉片這個參數也沒變多少，仍然是1毫米，這一要求很難達到。必須和設計公司和認證機關一起來研究這個問題，Pontis可以做到這點。但是要滿足這些目標實際是很難很昂貴的。

　　其他問題，Pontis的挑戰是材料的改變，4個海上的項目是使用碳纖維。這個并不一定是完全需要，但是73米的葉片仍然是使用玻纖，不一定使用碳纖。但是現在開發必須使用的是碳纖，這個不只意味著一個新材料，而且是一個新工藝。目前預制要求是完全一種新的制造角度和思路。另外質量控制現在變成一個大問題，因為使用新的材料和碳纖維不像玻璃纖維那么好使用。這是可以做，但是必須理解這種材料。對這個來說，Pontis建議客戶使用的使用無損探傷，無損探傷在整個市場上在歐洲也是一個新的概念，也建議客戶學習這個無損探傷。這個是一個很昂貴的工具，但是可以保證葉片的質量是20年，在目前為止現在沒有葉片的制造商可以保證這一點。如果需要有擔保，有保修的，要進行保險。葉片制造商使用NDEG無損探傷是很好的保險公司可以參照的點。中國風力發動機制造商可能對葉片無損探傷感興趣。

　　簡短的概述，關于中國海上風電的市場。2015年原來的目標是5GW，現在實現了500兆瓦左右，10%左右。這是一個風險很高的市場，有不同理由為什么這個目標沒有實現。但是到最后可能沒有實現這個目標，因為這個當中有很大風險。延誤的原因是補貼沒有到位，這個補貼上個月有一個好消息，政府發布了新的補貼電價，這個對海上市場是一個推動力的。其他的一些是關于風場選址和國家安全、漁業、運輸等等問題正在解決中。

　　有一些新的補貼政策，國家能源局發布了八毛五的補貼電價，這是全球最低的補貼，但是仍然是好消息。一些省級政府宣布會給一些補貼，在國家政策以外，上海會也給0.2元/度，上海臨港有一個100兆瓦的項目，是在政府發布了這些規則以后。還有其些省份也會提出一些類似，在0.85元的補貼電價上面，這是一個低位的補貼，但是省級政府會發布新的補貼政策。質量是非常重要的。如果政府要是開發商按照這些補貼來工作的話，開發商必須得減少成本。

在歐洲和美國，Pontis在過去15到20年犯了很多錯誤，分享一些從教訓中學的一些東西。對未來規劃有一些更開放討論也許對中國公司有一些幫助。

　　降低成本而不影響質量，對這個問題來說，有一些想法可以降低成本，直接或者間接的可以通過縮短制造周期，可以更換材料，一些分結構材料可以更換，可以使用經濟生產。從材料到工藝可以使用研究沒使用的材料，可以減少維修的時間，或者是葉片里面的違規的一些現象，不合格的一些現象。更短的制造時間意味著單位里面的葉片產出，可以減少維修成本，因為維修要很高的成本。

　　Pontis有一些軟件可以幫助模擬。在復合材料按里面的樹脂的流動，使用一些特殊的材料。根據Pontis自己的經驗，可以預測這個物料是怎么樣流入材料里面，優化和降低生產中的故障和失誤。Pontis在復合材料里面有25年經驗，知道怎么樣處理這些復雜的情況。Pontis進行一些自己實驗室進行工藝測試，確保提供的建議是大規模按照正確的方向執行的。另外Pontis還有一些預制料的專利。

　　關于預制，Pontis公司使用了75米長的6千瓦的海上風電設計。Pontis使用一些融合的，注入的一些工藝，預制的工藝，可以降低制造的周期，可以至少50%。在這個昂貴的主模具上面，可以鋪上一層一層的玻璃纖維，可以使用重力讓材料自己滲入進去。這個以后可以用在你的葉片上面，可以大大介紹里的生產周期削減50%以上。同時也能夠提高整個產品的質量，這是非常重要的一點。

　　當然在這邊也有一些其他降低成本的相關方法，比如說可以使用一些填充物，包括可以在這邊是比較有風險的做法。做75米葉片可以改變填充物，包括環氧材料改成聚酯。如果用聚酯的話，這時候可以做到更好的抗疲勞度的情況。同時，也可以很好的將原始的成本降低35%左右。也用更新的材料，比如說高強玻纖的，同時也可以用一些模塊化的軸箱的一些部件。

　　首先討論一下模塊化的設計，這些模塊在中國有非常好的例子，同時在中國政府他也在刺激這些材料生產商能夠有這樣的生產工藝來要求自己。基本上中國的風速是比較低的，所以這樣是的材料也非常好用。另外，可以在這樣一個葉片的尖上面可以加一些東西上去。Pontis在美國、歐洲都做過測試，可以降低整個重量，這個對運輸來說非常好的。

　　隨著時間的推移，還需要考慮一點，就是整個葉片的成本可能會增加，因為總的材料成本會增加，但是其實總成本是降低的。因為整個齒輪箱，包括軸承整個大小都會因為重量下降而下降。所以總的來說下降因此需要做一個全盤性的考慮。在以后不要簡簡單單來考慮葉片本身成本是不是下降，而是要看所有的成本。

　　最后，在某些地方不會降低質量反而會加強質量。當然海上風電這個市場是非常高風險的市場，這個行業內的企業都必須能夠降低成本，但是一定要保證質量。一般來說計劃壽命是20年，如果是這20年就有任何問題的話，這肯定是最不想要的事情。