Baru-baru ini"Konferensi Teknologi Rekayasa Tenaga Angin Lepas Pantai Tiongkok,"pidato utama disampaikan oleh manajer umum lini produk luar negeri. Dia menekankan, hambatan yang ada pada turbin angin lepas pantai Tiongkok saat ini terletak pada bilah dan bantalan utama. Mengingat tingginya permintaan akan turbin angin lepas pantai, penting bagi produsen untuk fokus pada penyediaan solusi yang menjamin pengembalian investasi berdasarkan rantai pasokan yang tersedia, sehingga mendukung pengembangan berkelanjutan tenaga angin lepas pantai di Tiongkok.

Perjalanan Pengembangan Bilah Turbin Angin

Evolusi bilah turbin angin di Eropa dan Cina telah ditinjau. Antara tahun 1991 dan 2015, Tiongkok merupakan negara berikutnya dalam hal kekuatan turbin dan ukuran bilah turbin. Namun, pada tahun 2017, Tiongkok telah mengembangkan turbin angin dengan diameter 171 meter, melampaui diameter Eropa yang sebesar 164 meter. Pada tahun 2019, baik Eropa maupun Amerika memperkenalkan turbin yang lebih besar dengan diameter 220 meter. Keseimbangan ukuran turbin ini menandakan bahwa Tiongkok dan Eropa kini berada pada level yang sama dalam pengembangan turbin angin lepas pantai.

Tantangan dan Inovasi Energi Angin

Menurut majalah sains global ternama, seiring dengan bertambahnya ukuran turbin angin lepas pantai, sektor energi angin menghadapi tantangan yang signifikan dalam bidang aerodinamika, dinamika struktural, dan hidrodinamika. Penelitian di bidang ilmiah mendasar ini tidak dapat mengimbangi pertumbuhan diameter turbin. Berbeda dengan industri penerbangan, yang belum pernah melihat lebar sayap pesawat melebihi 80 meter bahkan setelah satu abad, industri tenaga angin, dalam waktu kurang dari empat dekade, telah mencapai diameter turbin sebesar 200 meter.

Pentingnya kemajuan bertahap dalam kemajuan teknik dan teknologi disorot. Meningkatkan panjang bilah memerlukan terobosan dalam material dan teknologi manufaktur. Mengandalkan teknologi yang ada untuk meningkatkan ukuran bilah pisau saja tidak cukup untuk mendukung pengembangan lebih lanjut tenaga angin lepas pantai.

Kebutuhan Bahan Kerudung Serat Karbon

Untuk mendukung pisau lepas pantai yang lebih panjang, industri harus terjun ke sektor ini"wilayah yang belum dipetakan"dari bahan Kerudung Serat Karbon. Transisi ini mencerminkan situasi satu dekade lalu ketika Tiongkok harus melisensikan desain pisau dari perusahaan-perusahaan Eropa, dengan bahan inti dan peralatan bersumber dari perusahaan Jerman atau Jepang. Investasi cetakan yang besar, jangka waktu yang panjang, dan teknologi proses yang belum matang semakin mempersulit pengembangan, membuat efisiensi pemrosesan pisau berukuran besar secara signifikan lebih rendah dibandingkan dengan pisau biasa sebanyak 3-4 kali lipat. Hal ini menghadirkan hambatan besar dalam memastikan kelayakan proyek berdasarkan skenario instalasi pembangkit listrik tenaga angin lepas pantai skala besar saat ini di Tiongkok. Kerudung Serat Karbon sangat penting untuk turbin angin generasi berikutnya, yang memenuhi kebutuhan akan kekuatan dan sifat ringan.

Tantangan dalam Rantai Pasokan Bearing Utama

Hambatan utamanya adalah hambatan lain, yang berasal dari tantangan desain, masalah rantai pasokan, dan kerumitan instalasi. Secara khusus, rantai pasokan bearing utama turbin lepas pantai berukuran besar menghadapi tiga tantangan utama:

1. Diameter cincin bantalan utama seringkali melebihi 2 meter, melebihi kapasitas sebagian besar peralatan mesin yang tersedia.

2. Hanya ada dua pemasok utama, yang memerlukan reservasi kapasitas setidaknya satu tahun sebelumnya.

3. Pemasok dalam negeri saat ini tidak memiliki kemampuan desain dan pemrosesan untuk bearing berukuran besar tersebut.

Solusi dan Inovasi Teknologi Bearing

Penerapan teknologi dual SRB untuk konfigurasi bantalan utama memastikan dukungan turbin 5-6 MW dengan diameter dalam 1,5 meter. Solusi ini, yang didukung oleh rantai pasokan global yang kuat, memungkinkan keterlibatan pemasok lokal dalam desain dan produksi. Sebaliknya, teknologi yang memerlukan diameter lebih besar, seperti dual TRB dan DRTRB, menghadapi tantangan kapasitas dan efisiensi yang signifikan.

Mengoptimalkan Kinerja Turbin Angin Lepas Pantai

Terlepas dari tantangan yang ada, perusahaan tetap percaya diri dalam menyediakan solusi pembangkit listrik tenaga angin lepas pantai yang menghasilkan keuntungan investasi yang positif. Sebuah peta komprehensif mengenai levelized cost of energy (LCOE) untuk pembangkit listrik tenaga angin lepas pantai Tiongkok telah dibuat, yang memandu definisi turbin dan membantu pengembang mengidentifikasi proyek-proyek yang menguntungkan. Fokusnya bukan pada kapasitas turbin namun pada LCOE, dengan pembangkitan listrik menjadi faktor yang paling penting.

Adaptasi Regional dan Analisis Sensitivitas LCOE

Daerah yang berbeda memerlukan kombinasi daya turbin dan diameter rotor yang berbeda-beda untuk mengoptimalkan LCOE. Perusahaan melakukan analisis sensitivitas LCOE untuk daerah dengan angin kencang seperti Fujian, daerah dengan angin rendah seperti Guangxi, dan daerah dengan angin sedang seperti Zhejiang. Temuan menunjukkan bahwa turbin 6-8 MW optimal untuk skenario angin kencang, sedangkan turbin 4-6 MW paling baik untuk skenario angin rendah hingga sedang. Kecepatan angin yang lebih rendah memerlukan diameter rotor yang lebih besar dan sebaliknya. Penggunaan Carbon Fiber Veil pada turbin ini sangat penting untuk mencapai kinerja dan efisiensi yang diinginkan.

Mengatasi Kerugian Bangun di Ladang Angin Lepas Pantai

Pembangkit listrik tenaga angin lepas pantai Tiongkok menghadapi kerugian bangun yang lebih besar dibandingkan pembangkit listrik tenaga angin di Eropa karena tata ruang yang lebih padat, kecepatan angin yang lebih rendah, dan atmosfer yang lebih stabil. Evaluasi terhadap kapasitas turbin lepas pantai sebesar hampir 1,5 GW mengungkapkan bahwa perkiraan awal kerugian bangun (wake loss) sekitar 2% terlalu rendah. Upaya untuk mengurangi wake loss melalui teknologi group wake control telah menghasilkan peningkatan pembangkit listrik sebesar 3-4%. Seiring dengan semakin padatnya tata ruang pembangkit listrik tenaga angin lepas pantai, nilai teknologi pengendalian gelombang kelompok menjadi semakin signifikan. Penerapan Kerudung Serat Karbon pada desain blade tidak hanya meningkatkan kinerja namun juga mengurangi dampak hilangnya bangun.