移動式長絲纏繞設備助力工業規模的波浪能發電設備制造（下篇）
更新時間：2021-09-03 10:45:17
編輯：秘書處
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決定采用復合材料進行設計后，下一個挑戰便是探索能夠建造大型圓形中空結構的制造工藝。據約翰森表示，事實證明，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海洋公司的目標是每個長絲纏繞單元能夠在大約48小時內生產一個浮標，“在高速生產的同時能夠高度精確地鋪設纖維，是相當核心的一個技術要求，而我們可以通過長絲纏繞實現這一點。”Autonational BV公司的市場和銷售經理哈里-菲耶特解釋說，典型的長絲纏繞設備通常會被永久地安裝在工廠環境中。然而，考慮到浮標的尺寸，如果CorPower海洋公司將外殼從一個中央制造地點運到全球安裝地點，運輸成本和相關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附近的當地設施中快速生產浮標。菲耶特表示，市場上已經有一些移動式長絲纏繞設備，但其中許多系統也很難運輸，而且價格昂貴。與AutonationalBV公司合作開發的定制長絲纏繞設備（圖為Autonational公司在荷蘭的工廠測試一個小規模的模型）能夠纏繞四種材料、9米直徑的船體，并能在設施之間輕松運輸。在與CorPower 海洋公司的合作中，Autonational公司的工程部門開發了自己的移動系統，長絲纏繞設備被固定于一個45英尺長底座上，該底座也是運輸集裝箱的下半部分。當需要運輸時，整個收卷機可以旋轉90度適配運輸工具，然后在上面蓋上蓋子即可啟程。菲耶特說，改裝好的設備很容易通過船舶或卡車運輸到生產浮標的海岸線現場，然后在兩天或更短的時間內安裝完畢。挑戰在于如何兼顧絲纏繞系統的堅固實用性及其輕便可移動性。據我所知，這是前所未有的嘗試。"長絲纏繞設備本身包括一個自動運載系統，用于將纖維放到一個10米長、9米直徑的心軸上。菲耶特認為，通常情況下，除非浮標的直徑特別大，一般只需要1-3米的直徑。除了用粗紗和織物進行濕式卷繞外，該系統還能噴涂切碎的玻璃纖維和絕緣泡沫。泡沫可以噴涂在預先纏繞的內皮上，然后加工成形狀并再次用材料纏繞外皮。鑒于該設備的尺寸，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、料筒和托架上的五個攝像頭，操作員能夠同時看到機器的所有部分。除此之外，編碼器式和感應式的傳感器，也被嵌入以控制樹脂溫度。該長絲纏繞機還具有一個可拆卸的尾翼，能方便拆卸內部零件。圖中，纏繞設備由卡車運至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行幾個移動式纏繞設備，可快速生產具有數千臺機組的波浪能轉換器場菲耶特說，纏繞設備的開發涉及Autonational和CorPower海洋公司之間的大量溝通。Autonational公司在研究機器的同時，CorPower海洋公司也在研究他們的原型設計，所以隨著他們設計的發展，同時也增加了新的功能。Autonational公司不僅僅是一個設備供應商；他們在很大程度上是CorPower海洋公司的技術指導，幫助和指導我們采用不同的技術解決方案，實現這個工作量非常龐大的設備制造。約翰森說："對我們來說，讓它成為非常靈活的機器，能夠適應我們可能有的任何新材料或設計變化，也很重要。”
在Autonational的工廠對機器進行驗證后，最后的纏繞設備通過卡車運到葡萄牙Viana doCastelo的一個臨時生產設施，用于HiWave-5項目。HiWave-5示范項目于2018年開始，旨在建造、干測試、認證和海洋測試全尺寸的水電機組。目前，CorPower海洋公司正處于五個階段項目的第四階段，目標是對C4原型進行海洋測試。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設施。在這里，波浪能轉換器的外殼被制造出來，其余的部件被組裝起來，波浪能轉換器已經準備好在附近的海岸部署在這里，波浪能轉換器的外殼被制造出來，其余的部件被組裝起來，波浪能轉換器已經準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，浮標的內部傳動系統在CorPower海洋公司的瑞典設施中進行測試和穩定，該測試平臺模擬了最壞情況，即風暴條件下的波浪負載。對于HiWave-5，CorPower 海洋公司已經在葡萄牙北部的Vianado Castelo商業港口投資建設了一個陸上設施，用于復合船體纏繞的移動工廠單元，以及水電系統的最終裝配和維護。
最終，CorPower海洋公司的波浪能轉換器是為安裝在由數百甚至數千臺機組組成的近海區域而設計的，并且可以與海上風電場共處一地。約翰森指出，"將我們的技術與其他形式的可再生能源結合起來使用，可以減少聯合發電區域電力輸出基礎設施有關的成本，當然，這種結合也將減少了電力生產的變異性，為近海區域主提供更有價值的產品，幫助其平穩過渡到完全脫碳的能源系統"。據CorPower海洋公司稱，其波浪能轉換器設備每公噸可提供比競爭性波浪能技術多五倍的能量輸出，使波浪能達到與海上風力相似的結構效率水平。結合可再生能源。該模擬演示了CorPower 海洋公司在海上風電場附近部署風能發電站的想法，減少基礎設施成本并補充風能。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臺機組組成的商業波浪轉換器場。CorPower海洋公司將以此為支點，不斷擴大場的規模，并開始在全球范圍內安裝浮標系統，建立像目前在葡萄牙設立的移動工廠，進行現場制造和組裝。"約翰森說："我們可以將它裝在三個集裝箱里，然后運往世界上任何地方。這就是為什么我們與Autonational公司一起開發了這臺移動式機器。”"我們在現場制作船體，然后整合傳動系統和其他內部機械部件，在纏繞設備被轉移到下一個客戶現場時，我們已經準備好部署它。"除了商業安裝，CorPower 海洋公司還旨在降低成本，目標是每兆瓦時的平準化能源成本（LCOE）低于40歐元。隨著技術的發展，約翰森預計他們也將能夠進一步優化材料、設計和工藝，以提高設備的效率。Verdeguer補充說："我們的最終目標是，我們的技術將補充風能和太陽能，為世界實現100%可再生能源系統提供最低成本和最可靠的途徑"。本文由中國復合材料工業協會編譯，文章不用于商業目的，僅供行業人士交流。轉載請注明來自中國復合材料工業協會。
