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欧洲海洋工程波浪能利用项目复合材料浮体缠绕成型技术

   日期:2021-12-28     来源:复材网    浏览:297    评论:0    
核心提示:据2021年统计,全球累计开发的海洋工程再生能源(包括波浪能和潮汐能)发电装置容量达到65MW,而2020年底全球已开发的海洋风力发
 据2021年统计,累计开发的海洋工程再生能源(包括波浪能和潮汐能)发电装置容量达到65MW,而2020年底已开发的海洋风力发电装置竟高达35GW。两类海洋工程可再生能源发展的巨大差距说明承受海洋波力载荷发电装置的技术难度和开发成本要远远大于承受风力载荷的发电装置。
  图1 CorPower的波浪能WaveBoost项目C4阶段第1台全尺寸样机布置示意图,球形浮体直径为9m。
  2018年在葡萄牙维亚纳堡实施C4阶段全尺寸样机项目试验验证,建造全尺寸波浪能装置(见图1)并进行陆地试验、取证,CorPower波浪能装置为单点吸收式波浪发电装置,分别由吸收波能的浮体(一级能量转换结构)、PTO(二、三级能量转换机构)、预张紧锚固系统、模块接口(包括电网接头、快速固定连接接头等)组成。浮体在波浪的作用下产生上、下运动。CorPower开发了Cascade齿轮箱,可将上下的往复运动转换为单向转动,带动300kW发电机运转。由Cascade齿轮箱与发电机组成的(波浪)动力收集系统(PTO)可将吸收波浪能后的浮体上下动能转换为Cascade齿轮箱输出法兰的单向旋转动能,再由发电机将机械能转换为电能,见图2。
  图2 CorPower早期C3阶段波浪发电装置及动力收集系统示意图
  浮体采用预张紧锚固系统系固在海底。波浪能装置还具有相位调节能力,可使升沉运动的浮体与有规律的入射海浪波谐振,以放大浮体升沉运动收集更多的波浪能量。
  2.球形浮体的结构及缠绕成型工艺
  早在设计初期,CorPower项目团队就对钢质、铝质及复合材料浮体进行了成本分析。通过数个次量级别模型的对比分析,评估各种材质的装置的年理论发电量、性价比和制造工艺流程及制造成本,终确定浮体为增强玻璃纤维缠绕成型。
  根据小尺寸样件缠绕工艺可以推测球形浮体三明治结构的缠绕工艺为:
  先用玻璃纤维缠绕分别缠绕上、下球面,芯模从各球面制品开口端脱模;
  制作浮体内的连接加强筋;
  用连接加强筋将上下球面组装成球形浮体的内层;
  在内层上铺放PVC泡沫芯层,对芯层外表面进行加工处理;
  在芯层外表面缠绕球形主浮体的外层。
  缠绕复合材料球体可采用5轴联动缠绕机。缠绕直径9m球体时,缠绕机主轴中心线应高于地面4.6m以上,基座需长45英尺(13.73m),要求48小时内生产一个复合材料球形浮体。大型复合材料缠绕机通常是永久固定安装在具有环控条件的厂房内。但是,将生产出的大尺度浮体从制造中心场地陆路运至港口是十分困难的,费用也会十分高昂。这就需要在港口附近设置制造浮体的临时工厂,要求复合材料缠绕机能够以集装箱形式运至临近港口的临时工厂。
  复合材料缠绕机模块总体结构
  可缠绕直径9m球体的移动式缠绕机由荷兰的Autonational公司研制。创新地将卧式、单小车布局的5轴联动缠绕机分为3个模块,见图4。3模块的底座皆为集装箱标准尺寸。
筐箧中物
  图3 移动式柔性复合材料缠绕机模块(包括主轴箱、尾座与小车架三模块)   缠绕1/4尺寸球形浮体样件
  长约13.8m两平行圆柱导轨与主轴中心线平行。缠绕小车(含伸臂)可沿圆柱导轨水平地沿X轴向往复移动。
复合材料浮体是吸收波浪能的佳材料与结构,是简易的一级波浪能转换结构,制造简单快捷。在其使用的全寿期内维护工作量少,在当前开发利用波浪能的所有装置中具有明显的优势。研制移动式复合材料缠绕机模块的AUTONATIONAL公司表示:可以在任何需要的地方生产复合材料浮体。移动式复合材料缠绕机模块与常规缠绕机相比,在其运输后的安装调试有较多的严格工作要求。
  
造船业接单量连续三年第二,七年,市场前景可期;船舶与海洋工程为实现“碳达峰 碳中和”双碳目标,对于轻量化、零排放、新燃料船型设计与应用有迫切需求,在此需求中,复合材料是应用潮流所趋。
  
故此,为全面贯彻落实十四五规划,助力船舶与海洋工程完成双碳目标的历史性任务,学习交流国内外船舶复合材料及制品的先进技术、前沿工艺与市场趋势,船舶工业行业协会船艇分会、广东渔船渔机渔具行业协会与复材网定于2022年3月27-29日在广东?珠海共同主办“2022船舶复合材料应用高峰论坛暨新工艺·新材料·新应用工厂现场演示会”,邀请船舶与海洋工程的专家学者深度探讨交流新船型、新材料、新应用。
  
本次论坛主题是"船舶与海洋工程轻量化"。论坛将由船舶工业行业协会船艇分会秘书长做行业报告,并邀请知名船企技术专家、科研院所专家学者做专业报告,使与会代表客观深入了解该领域复合材料应用现状,讲技术,谈应用,析市场,构建一个“材料—制品—装备—终端市场”无缝对接的全产业链优化平台。论坛还计划展示国内科研院校的部分复合材料制品科研成果,搭建起研产对接平台,有利于企业顶层设计及调整规划,发挥复合材料与制品优势,助推船舶与海洋工程的繁荣发展。
  
同时,论坛期间还将安排参观海星游艇集团、亚光科技集团股份有限公司(原名:太阳鸟游艇股份有限公司)等四家企业,现场学习船艇复合材料制造工艺。诚邀国内外复合材料领域专家、学者、企业家和行业同仁莅临大会,共谋复材新未来。
  主办单位
  复合材料信息网
  船舶工业行业协会船艇分会
  广东渔船渔机渔具行业协会
  协办单位
  海星游艇集团
  亚光科技集团股份有限公司(原名:太阳鸟游艇股份有限公司)
  大会议题
  船舶与复合材料市场应用现状及未来发展方向
  合材料在船舶双碳战略中的优势与案例分析
  超40米运维船复合材料技术研发与难点攻关
  复合材料在渔船中的应用挑战与变革方向
  碳纤维复合材料在新船型中的应用
  零排放新燃料船舶中的复合材料部件应用与设计
  复合材料在船舶与海上风电的防腐防护优势与案例分析
  双碳目标新船型复合材料规范与标准
  复合材料在船舶低成本高效生产现状与发展趋势
  玻璃纤维在游艇应用上的技术现状与研发进展
  复合材料制品模具设计技术前沿与痛点解决方案
  复合材料脱模技术进展与前沿应用
  复合材料真空导入工艺技术解析与应用探索
  复合材料PET芯材研发进展与应用案例
  复合材料制品打磨技术现状与发展趋势
  复合材料旧船回收问题的解决与方向
  报告嘉宾
  华承昌
  图片
  船舶工业行业协会船艇分会秘书长
  船舶工业行业协会船艇分会秘书长,《游艇业》杂志主编,长期从事游艇产业研究。
  报告题目:
  游艇产业的现状及发展趋势
  报告大纲:
  1.游艇的定义和产业链
  2.游艇产业现状
  3.欧盟游艇产业现状
  4.意大利游艇产业现状
  5.美国游艇产业现状
  6.游艇产业现状及趋势
  参观企业
  海星游艇集团(Heysea Yachts Groups)
  总部设在香港,生产基地位于位于江门市新会区,创始人和管理层拥有近20年专业游艇建造经验,拥有一支优秀的研发设计团队及汇聚丰富经验的品质控制、工艺管控以及熟练专业技术工人的队伍。公司业务主营研发、设计及生产中大型游艇及帆船,旗下产品主要分为游艇、超级游艇及帆船三大板块,将国际上新科技和时尚元素迅速应用在船艇上,带给船东匠心独具的品质体验和海上高贵生活方式的愉悦享受。海星具备强大的研发、设计及建造能力,个性化定制中大型游艇,是国内家获得船级社(CCS)游艇型号认证的厂家、有丰富的意大利船级社(RINA)认证、CE认证、香港海事署认证经验。
  亚光科技集团股份有限公司(原名:太阳鸟游艇股份有限公司)
  致力于高技术船用电子、船用装备及其产品的研发、设计、生产。是军工电子、微波雷达、智能船艇系统解决方案提供商。公司注册资本6亿元,拥有湖南长沙、广东珠海和四川成都三个工业园区,公司员工人数2500人。太阳鸟智能船艇产品共有三大系列:特种艇(从10m-80m)20个规格,30种型号;商用艇(从10m-90m)20个规格,50种型号;游艇(从6m-60m)30种规格,60种型号。产品销售覆盖三十二个省,其中为华为公司、格力电器等知名企业提供产品与服务。公司自主品牌已成功进入国际市场,出口至美国、英国、意大利、西班牙、澳大利亚、东南亚、中东以及非洲与美洲等和地区。
  拟邀请参会单位
  1. 造船企业与风电企业
  2. 国内外复合材料制品生产商及复合材料设计单位
  3. 国内外复合材料生产供应商
  4. 国内外复合材料应用工装及设备供应商
  5. 船舶复合材料科研院所
  日程安排
  03月27日
  (星期日)
  13:00-21:00
  大会报道,对接交流.
  03月28日
  (星期一)
  大会当天
  09:00-12:00
  14:00-18:00
  19:00-21:00
  船舶复合材料市场分析报告.
  船舶新材料、新技术、新应用报告.
  欢迎晚宴,商务洽谈.
  03月29日
  (星期二)
  08:30-15:00
  参观企业,针对复材工厂实际生产中遇到的问题展开探讨.
  时间 / 地点
  时间:2022年3月27日—29日
  地点:广东珠海
  相关事项
  会务费标准
  复材网会员:3000元/人,非会员3800/人
  (含全部相关会议资料、会议通行证及会议用餐).
  注:住宿由会务组统一安排, 费用自理.
  会务费请按要求提前汇入指定账户,会务组统一开具发票,开票资料请发邮箱 :frp@cnfrp.com
  报名方式
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