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GE在美国宇航局火箭厂打开风力涡轮机叶片试验中心

经过Tomas Kellner,GE报告|2018年11月20日

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世界上很少有世界上NASA的火箭厂,在新奥尔良,美国空间局及其承包商正在建立太空发射系统.这是有史以来设计的最强大的火箭,可能有一天会把宇航员带到火星。该工厂被称为米乔德组装厂(Michoud Assembly Facility),占地面积相当于31个美式足球场,包括几个高耸的高架区域,工人们在那里堆放银色和橙色的火箭部件,就像叠叠乐积木(Jenga blocks)一样。

现在,通用可再生能源公司生产风力涡轮机叶片的子公司LM Wind Power将利用米乔德的规模,去实现可持续能源从未实现过的目标。

GE单位在海绵体混凝土和钢铁机库中开设了其技术中心的美洲或TCA。工人们将用它来设计和测试更长、更强、更轻、更实惠的风力涡轮机叶片——这些都是保持风力与其他能源竞争的关键因素。“TCA拥有该行业中最先进的复合材料制造空间,”技术中心主任James Martin说。“我们可以处理地球上的一些最大的结构,我们已经访问了深水港口,我们与当地大学有关系。新奥尔良正在经历一个技术的文艺复兴时刻,它吸引了很多人才。“

将风刀片带到一个下一级并不小任务。LM风电已经制造了88米长的刀片,重量超过30吨。该公司现在正准备制造长达107米,而不是足球场的单位,因为GE的Haliade-X12兆瓦的海上风力涡轮机,世界上最大的此类机器。在这里测试的一些部件将包括叶片部件,叶片的长度可能比太空发射系统本身还要长,在其最强大的配置下,叶片最高可达384英尺,或117米。

上图:LM Wind Power公司在美国宇航局位于新奥尔良的米乔德组装中心(Michoud Assembly Facility)一个巨大的钢筋混凝土飞机库中开设了美洲技术中心(简称TCA)。工人们将用它来设计和测试更长、更强、更轻、更实惠的风力涡轮机叶片——这些都是保持风力与其他能源竞争的关键因素。图片来源:托马斯·凯尔纳,通用电气报道。

自阿波罗计划以来,美国宇航局一直在米查德制造火箭,这里的工人已经为数十次航天飞机任务组装了燃料箱。LM Wind Power正在寻求利用这些技能,并增强其叶片制造技术。该中心的生产经理米切尔•格拉夫(mitchell Graff)表示:“我们与NASA合作,拥有一个功能齐全的实验室。”“我们也有内部测试能力,我们设计的目的是快速迫使故障。我们可以把这些测试的结果直接送到车间,并把这些经验转化为新的制造工艺和新的设计。”

“强迫失败”是描述基本上是风刀片的酷刑方案的好方法。该团队在这里试图以各种方式打破它们,将它们分开,并将它们暴露在众多其他困难中,以使它们更长,同时也打火机。

这是棘手但必要的工作。长度和重量通常彼此适合,但较大的转子允许操作者捕获更多的风力并降低“能源的平稳成本”,这是允许投资者和运营商比较不同技术和能源项目产生的电力成本的重要比率。

转子是在比例开始削减的好地方 - 建造和运行电厂所需的金额除以它产生的能量,并降低风力的成本。考虑到GE可再生能源的首席数字官员Anne Mcentee表示,一套刀片占风力涡轮机价格标签的30%。“You have to think about all of the different wear and tear on the blades because that’s where you convert all of your wind to energy,” says McEntee, pointing out that the tips of the largest LM Wind Power blades travel at more than 200 mph. “As we think about the costs, not just from a capex standpoint, when you first purchase a turbine, but also the maintenance cost that needs to go into these as you run them for that 30 or 40 years, it’s huge.”

让它在每个意义上都变得巨大。“你已经得到了一些非常大的涡轮机,它不会停止,”麦肯蒂说。“随着时间的推移,我们将继续推动技术的发展,就像我们在路易斯安那州所做的那样。它将使我们能够走得更高,走得更长,并与更大的名牌搭配。”

该团队将在这里测试的技术包括连接叶片,就像LM Wind Power正在为其5兆瓦特开发的叶片一样赛普拉斯陆上涡轮平台.涡轮机的转子直径为158米,是波音747长度的两倍多,与通用电气的3兆瓦平台技术相比,这有助于每年增加50%的能源产量。通过这种接头,该公司可以将长77米的叶片分成两部分(而不是一块)运输,并在现场组装。

叶片由各种材料的胶制成 - 碳纤维,玻璃纤维,玻璃木材和树脂 - 以及新的奥尔良设施也将允许工程师测试新的方式将它们粘合在一起。例如,这里的团队可以在设计刀片时使用软件来模拟从涡轮机的特定风力条件基于,并且识别可能发生弯曲或应变的潜在故障斑。根据结果​​,该团队可以微调复合材料的厚度并在正确的位置加入钢筋。“那就是真正诀窍进来的地方,”格拉夫说。“如果您与设计师交谈,他将要建立可能的最轻的刀片,这也可能具有最复杂的材料和形状。如果您与制造工程师交谈,您知道该人员将以非常简单的材料以非常简单的形状设计刀片。这是平衡这两者的平衡。“

该工厂有45名员工,LM Wind Power表示,它将创造100多个就业岗位。LM Wind Power首席执行官邓肯·贝里(Duncan Berry)表示,该中心将成为“一个地方基地”,公司将以此为基础“支持我们在美洲的客户,并与美国能源部和美国其他地方的世界级研究人员合作。”

贝瑞说:“由于许多原因,美国宇航局设施是如此特别。”


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