域外 | 英国游艇风帆开发商研发超轻型风电叶片，英国创新再入领跑赛道

Original AMRC 风能专委会CWEA 2022-08-01

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风电叶片的竞争，长度一直是第一要素，从30米长，到突破50米，然后突破80米，直至突破100米长，现在最长叶片已突破111米。107米长的LM叶片已随GE 12MW 试验机型安装在阿姆斯特丹港口运转了近1年。除了长度的竞争，叶片所用材质的竞争同样激烈，随着叶片越做越长，叶片越来越重，如何一方面减轻叶片的重量，又能承载更大负荷，成为叶片设计公司面对的难题。

ACT Blade与AMRC共同研制的13米长新材质叶片正在测试

7月2日，谢菲尔德大学先进制造研究中心（AMRC）发布消息称，其与英国游艇用风帆开发商 ACT Blade 等多家单位，一起合作研制出了一种包裹在帆状纺织外壳中的新型超轻质复合叶片结构。与玻璃纤维叶片设计相比，这种叶片可以减轻三分之一的重量，也可以做得更长。

ACT Blade 公司首席执行官 Sabrina Malpede 博士介绍说：“ACT 叶片是一种由张紧的纺织物材料覆盖的风电叶片，它可以主动改变形状，以控制叶片的载荷。比传统的叶片要轻 32％，这使得它可以增加 10％的长度，相应地可提升 9％的发电量。这种创新性叶片，对市场极具‘杀伤力’，它不仅重量轻，模块化程度也高，可以使用并行制造技术生产。这将大大降低制造成本。”据说采用ACT叶片技术的生产工厂所需的空间也更小，制造成本可降低60%。

ACT Blade首席执行官Sabrina Malpede ©Wattie Cheung

作为该款概念性叶片研制的合作方，AMRC复合材料中心的技术负责人John Halfpenny介绍说：“这是一款重量更轻、成本更低又具有高效率的叶片，且易于回收。这对于未来海上可再生能源行业具有颠覆性。通过提高风机性能、降低成本并减少叶片制造过程中的碳排放，未来的风电开发商和已有风电运营商都可获益。”

ACT Blade开发的风电叶片模型已通过ORE Catapult 测试

英国是海上风电的世界领导者，海上风电装机容量全球排名第一，其海上风能可以供给450万户家庭使用，到2030年，英国海上风电可为英国提供30％以上的电力。但是，英国业界也一直在寻找创新方法，目的是降低海上风电的成本，提高发电量。

ACT Blade 公司成立于2015年，旨在响应ORE Catapult提出的一系列创新挑战，包括开发出新颖的叶片概念，这样可改善风电机组所用叶片的性能，并使风电行业能够“在更深的海域中产生更多清洁、环保的可再生能源”。

Malpede博士及ACT Blade 公司以为游艇设计超快的帆而闻名，如今，她尝试以创新技术，改变海上风电的游戏规则：更轻便、坚固的游艇帆结构，再通过技术创新，可以改善海上风电叶片的性能。从而为英国创新提供驱动力。

2020年2月， ACT Blade制作出了一个 13 米长的叶片原型，原型叶片于4 月份在 ORE Catapult 国家可再生能源中心完成了静态测试。结果表明，该款叶片可以承受极端载荷，在各个方向上进行的扭曲试验都超出预期。ORE Catapult 对该款叶片的性能表示满意，认为英国再一次在海上风电关键技术方面处于领先状态。

目前该叶片原型还在进一步测试，测试完成后，ACT Blade 还准备在苏格兰某台正在运行的风电机组上进行真实数据的测试。

数字化推进：推动航空旅行业进入可持续发展目的地（AMRC）

另据谢菲尔德大学先进制造研究中心（AMRC）官网消息，AMRC的复合材料科学家还在研发轻型螺旋桨叶片，以帮助英国航空部门减少碳排放，降低机场的噪音。消息称，利用复合材料技术和工业数字化技术，可以改善英国航空螺旋桨制造水平，同样可降低生产成本，提高欧洲2000亿欧元航空业未来推进系统的性能。

谢菲尔德大学先进制造研究中心（AMRC）是世界一流的研究中心，用于研究航空航天、汽车、医疗和其他高价值制造业中使用的先进制造技术。AMRC在帮助公司克服制造问题方面享誉全球，并且是涉及全球大学、学者和行业的合作研究的典范。将最新技术与AMRC在设计和原型制作、机械加工、铸造、焊接、增材制造、复合材料、机器人技术和自动化、数字制造和结构测试方面的专业知识相结合，在英国制造资源方面做出了巨大创新。

AMRC等英国研究机构认为，新冠疫情并非英国面临的唯一挑战，2019/20年也是英国实现到2050年实现净零排放的关键时期。在运输、能源生产和制造工艺方面的创新，需要更多技术研究机构共同努力，帮助降低英国的碳排放并最终实现经济的复苏增长。CWEA

参考来源：谢菲尔德大学AMRC

https://www.amrc.co.uk/news/made-in-the-north-the-ultralight-wind-turbine-blade-promising-greener-cleaner-energy

https://www.sheffield.ac.uk/news/nr/light-weight-propeller-blades-developments-new-research-sustainable-aviation-1.881800

编译：风能专委会CWEA公众号

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