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客户面临的挑战
CENER (Centro Nacional de Energías Renovables) 也被称为西班牙国家可再生能源中心,其专门从事多项举措的应用研究和开发,包括风力发电技术的开发。其风能部门负责进行独立研究以提高风力涡轮机的整体可靠性和效率,并与不断增长的全球风力发电行业中一些很具影响力的公司开展合作。
行业利益相关方与 CENER 合作是因为这里拥有一些世界上先进的技术基础设施。CENER 的风力涡轮机测试实验室 (LEA) 是其风力计划的核心。就实际面积 (30000 平方米)、能够测试的设备功率以及提供的各种技术服务而言,它在同类设施中是独一无二的。
LEA 位于潘普洛纳外 40 公里的一个小镇桑古埃萨,由五个先进的测试实验室组成,其中一个专门对最长 100 米的转子叶片进行足尺结构测试。叶片测试实验室负责人是 Asier Oiz Vázquez,自中心 2002 年成立以来,他一直在 CENER 工作,2006 年起加入叶片测试团队。
Oiz 介绍道:“我们的客户主要关注根据国际标准对转子叶片进行模型验证和性能表征。他们希望我们执行的测试能够可靠地提供他们验证叶片设计或获得认证所需的高质量结果。在这两种情况下,他们都需要出类拔萃的服务。他们还希望我们拥有最好的测试系统。这是我们最大的挑战。”
MTS 解决方案
为了满足客户对高质量结果的要求,CENER 叶片测试实验室依靠 MTS 提供的两种解决方案。借助这些风机叶片测试解决方案,CENER 团队可以对全尺寸转子叶片和横梁(框架)进行静态和疲劳测试,静态测试的试样最大长度可达 100 米,疲劳测试可达 75 米。
对物理性能进行测量以确定重要的叶片性能,例如质量、重心位置、长度、自然频率、阻尼、模式形状、刚度和质量分布。
执行静态测试,以便在严格的设计负载条件下加载叶片。对叶片进行检测,以获得施加的挠度曲线、应变分布、试验台挠度和弯矩分布。采用电动绞盘,以便在叶片上的多个拉点实现精确协调的负载。
CENER 执行的疲劳测试支持对叶片进行多点和多轴加速测试,无论是挥舞方向还是摆振方向。MTS 疲劳测试解决方案以共振频率对叶片进行自动循环加载,以激励叶片并达到所需的应变速率。为此,它采用紧凑、节能的 IREX(惯量式谐振激励装置)系统,最初由 MTS 和美国国家可再生能源实验室(NREL)开发。每个 IREX 系统集成有两个疲劳级双端 MTS 液压作动缸、直线侧轴承、软管支架和可调质量。
Oiz 表示:“我们从 MTS 得到的设备都非常好用。尤其是 IREX 系统非常稳定。我们从来没有遇到过故障。我们也非常高兴,因为它可以帮助 CENER 在疲劳测试期间节省能源,这可能非常耗能。”
客户收益
在 MTS 测试解决方案的帮助下,CENER 的叶片测试实验室使客户能够进行国际标准 IEC TS 61400-23 认证所需的所有足尺结构静态和疲劳测试。实验室在 IEC TS 61400-23 范围内通过西班牙国家认证机构 ENAC 认证。
“我们是一家相对较新的机构,拥有所有的新的技术,包括 MTS 风力涡轮机叶片测试解决方案,”Oiz 介绍道,“客户看到我们拥有 MTS 技术时会感到很放心。对于他们来说,这个名字是测试设备可靠运行的保证。我们已经使用 MTS 系统进行过大量测试,这让我们的客户更有信心。”
客户对 MTS 测试解决方案精确性和可靠性的信心加上 MTS 对于解决问题的不断努力,让两个组织建立了牢固的工作关系。
“根据我的经验,MTS 总是能为我们的需求提供解决方案,”Oiz 说,“从一开始,MTS 就要求详细了解我们要进行的测试类型,以便开发出一个能够满足我们特殊需求的解决方案。这种情况今天仍在继续。CENER 有需求的时候,MTS 会努力满足我们。他们的服务非常出色。”
如今,CENER 和 MTS 继续为风力涡轮机叶片测试制定前进方向,探索新技术,以期更加准确地模拟不断加长的叶片结构的实际操作环境。
Oiz 表示,“更长的叶片、更有弹性的叶片和双轴疲劳测试是风力涡轮机叶片测试在不久的将来面临的挑战,而 MTS 看起来对这些挑战胸有成竹。”