风机延寿20年？数字双胞胎技术或可解决这一难题

如今，在全球可再生能源行业飞快发展的同时，有关破坏环境的新闻也屡见不鲜。

这些以往大多由化石燃料引起的话题，近期却被国外一连串风电机组报废引起高环境成本的头条新闻所取代。有报道称，当前美国有8000多台风电机组退役，欧洲有3800台，造成了大量无法回收的垃圾——尤其是巨大的玻璃纤维叶片。

因为风电叶片的长度限制——海上风电机组的叶片已经超过百米，陆上平均也有70米长，再加上能承受飓风的属性，使得它们几乎不可能回收或重新利用，而处理的唯一方法就是将其掩埋。但这种解决方案在专家看来是适得其反的。

从可持续发展的角度来看，有一个事实一直被忽略了：其实这些风电机组可能还有几十年的安全服务期。所以行业迫切需要找到一些方法来管理和缓解未来十年内风电机组将大规模退役的问题。

数字双胞胎技术可能解决问题的关键

尽管大多数风电机组的推荐使用寿命为20年，但部分机组之所以在使用10年之后就会被拆除和掩埋，通常是由于投资方对于更新、更高效的型号替代需求。开发商过于保守的判断，人为地限制了可再生能源的生产水平。值得注意的是，即使是20年寿命也可能是保守估计，因为所有机组在设计之初均考虑到最坏的环境情况。

这其中，叶片是一个不可忽略的安全隐患，新叶片的尺寸是十年前的两倍。在欧洲，由于严格的废物管理规定，旧叶片的处理方式已经遇到了大问题。如果这个问题继续在美国成为头条新闻，那么开发商可能很快也会在美国面临新的监管义务。

风电行业迫切需要找到管理和减轻叶片浪费的方法

这就是数字孪生技术可以发挥作用的地方。

以往业内关于机组是否退役的决定，通常是在物理检查后做出的，此时可以通过一个基于物理的数字双胞胎系统来全面改进——使用来自整个资产的传感器的数据来建立一个近乎实时的数字复制品，实现延长风机寿命的前提。即实现对整个资产的可见性，对每一个单独的部件都有详细和准确的观察——对每个部件的详细结构分析提供了对疲劳寿命更准确的估计。

该系统比物理性检查要详细得多，它可以让操作员24小时不间断地访问机组的实时状态，并允许高度可配置的模拟来处理加载条件。例如，如果现场的风力条件低于最初的预期，可以将其纳入模型，从而使运营商更准确地了解资产的剩余寿命。

当考虑到风电机组20年寿命只是一个建议时，这种见解变得更加有价值。数字双胞胎系统使得管理人员对机器的真实结构和寿命有了前所未有的理解，并对实时资产状况进行全面的观察。这意味着，管理人员能够迅速识别出任何可能损耗的因素，并进行先发制人的维修，同时有助于避免提前退役和降低运营成本。

能源转型是当今人类面临的最大挑战，我们需要使广泛的可再生能源发电成为可能。这一转变的一个关键部分是确保可再生能源——尤其是风能更加高效和廉价，这意味着消除不必要的退役和防止额外的浪费成为必然。与此同时，行业应该立刻行动起来，投资那些能够延长资产寿命、降低退役率的技术。