全球顶尖的风能研究机构Top10榜单【上篇】

发布日期：2024-03-0160    已浏览 作者: 行业动态

 

	  等。考虑到篇幅大小，榜单仅选取了10个有代表性的研究机构，以下分别对它们进行简单介绍。


	  注：为保证资料的可靠性，文中大量采用官方截图，中文为机器翻译，包含“风力涡轮机”等不规范术语（应为“风力机”或“风力发电机”）。


	  丹麦享有“风电王国”称号，“三叶片水平轴上风向机组”属于“丹麦机型”，现代风电起源于丹麦。丹麦建设了世界上第一个海上风场，保持着风电比例最高的世界纪录，代表着全球风电的最高标准。


	  风电是丹麦的支柱性产业，全国近46家研究机构和8所大学均涉及风电的科研项目，其中，DTU是最集中、实力最强的研究机构，风能专业世界上的排名第一。它专门开设有一个风能学院，拥有来自 39 个国家的超372 多名员工，包括15 名教授和98 名博士。学院细分为4个系和20个研究部门，涵盖风能研究的各个领域。


	  DTU深度参与203个欧盟以及国际的风能研究项目，拥有150 个学术合作伙伴，280 个工业界合作伙伴（包括维斯塔斯、GE、金风及远景等），与 42 个不同的国家/地区开展了多项合作，DTU是各个国际风能研究组织或协会的核心成员。


	  风能领域中许多教科书级别的人物来源于DTU，例如，丹麦Riso实验室（后成为DTU的Riso校区）的Katic等在1986年提出了大名鼎鼎的Jensen（Park）尾流模型，并将其应用到风能资源评估软件WAsP中。


	  DTU独立或主导开发了风电行业中多款权威的软件工具，广泛地应用在产业和学术领域。


	  DTU拥有丰富的硬件测试资源，覆盖整个风电链条的上下游，包括（金属及复合材料）实验室、叶片测试台、Poul La Cour风洞、AC/DC电力实验室、旋转测试台、Risø 研究性风电机组样机、Østerild测试中心（风场）、激光测风雷达及Høvsøre 测试中心等。


	  DTU打通了风能的产学研链条，实现了学术和产业的融合与促进。在研究人数、研究水平、产业化应用及测试资源等各个维度，DTU的风能研究水准均位于世界第一，具有强大的行业影响力。


	  能源是一个国家的命脉，为了能够更好的保证能源安全，美国作为超级大国建立了独特的国家实验室体系。其中，能源部监管全美17个国家实验室，涉及能源领域的方方面面。风能是可再次生产的能源实验室（NREL）主攻方向之一，当然，NREL的研究还包括太阳能、水能等其它可再次生产的能源。在奥巴马执政期间，得益于充足的研发经费，NREL实力大增，还可以与DTU相抗衡。但特朗普上任后大量项目遭砍，NREL元气大伤，不过瘦死的骆驼比马大，NREL仍处在第一梯队。


	  和DTU类似，NREL的风能研究涉及面极为广泛，包括制造与材料、风资源测量与评估、经济及数据分析、电网系统集成等，覆盖整个风电领域的上下游，大致分为3个大方向。


	  同样地，NREL也开发有OpenFAST（风电机组气弹仿真工具）、SOWFA（高精度风电场CFD模拟平台）、FLORIS（工程尾流模拟及风场布局优化平台）、HaRP_Opt（叶片气动外形优化设计软件）、NAFNoise（翼型噪声评估工具）等多款风能领域的代码软件工具。


	


	  凭借着美国科研体系的自信与霸权，NREL的工具大多（托管在Github网站）以开源、免费的形式向公众公开，所有人员均可以自由下载使用，NREL按照每个用户的反馈意见对工具进行持续改进。


	


	  荷兰代尔夫特理工大学是欧洲著名的理工科大学，借助于荷兰风车的开局Buff加成，代尔夫特理工大学具有深厚的风能技术沉淀。主要研究领域包括风力机空气动力学和风力机设计，此外，在风资源、湍流和阵风分析、海上风电开发以及风电在建筑环境中的使用等方面持续开展研究。


	  借助于深厚的航空航天背景，代尔夫特理工大学主要是针对风力机的空气动力学进行研究，通过理论分析、数值模拟及风洞测试开展研究，开发了著名的风力机翼型DU翼型，至今，国内的多家风电整机厂商仍采用基于DU翼型的改进翼型。


	  以上列举了顶级风能研究机构的前三甲，争议可能并不大，但是，后面的排名可能会引发业内人的不同意见。


	  与强学术性的前三甲不同，挪威船级社（DNV）是一家以机组及部件认证和测试为主的商业化公司，并且风电仅仅只是其主要经营业务之一，但DNV凭借着两项绝活（Bladed气弹载荷仿真软件和DNV认证标准）在风电产业中掌握着巨大的统治力。


	  船级社（验船机构）是一个建立和维护船舶和离岸设施的建造和操作的有关技术标准的机构，许多国家都有对应的船级社，例如：英国劳氏船级社、美国船舶局、中国船级社等，船级社的核心业务似乎并不包含风电，但凡事总有例外。


	  德国劳埃德船级社（GL）最早开发了Bladed软件，因此Bladed早期也被称为GL Bladed。直到如今的20多年内，Bladed一直是行业标准的风力发电机设计软件，为载荷计算、动力学分析和控制优化等提供关键数据支撑。2012年，DNV与GL宣布正式合并，但二者独立运行，新公司名为“DNV GL”。随后在2021年，再次更名为DNV。至此，Bladed软件完全归DNV所有。


	  通过收取Bladed软件的年费，DNV躺着收租实现财务自由。此外，凭借先发优势和行业影响力，DNV带头制定了风电行业的各项国际标准。各个企业的机组和叶片等在进入国际市场前需要认证证书，DNV抬手盖一个章，几十个W轻松入账。


	  围绕认证服务，DNV还积累了大量的测试技术和经验，稳固地建立自己在风电的护城河。


	  作为欧洲的扛把子和全球高端制造业的发动机，德国在风电产业中扮演着举足轻重的角色。从头办一个风能学院速度太慢，于是德国将奥尔登堡大学，汉诺威大学和不来梅大学三所大学的流体力学、复合材料力学、气象、能源、岩土、机械、电气、通信、控制、海工等多个学科融合起来，专门打造出了ForWind风能研究中心，总部在奥尔登堡大学。


	  虽然ForWind的成立时间短，但师资力量雄厚，学科覆盖极广，学术研究和专业方面技术互相促进。近些年，ForWind已经在激光雷达测风、叶片结构性能分析、尾流模拟及控制、风场挂机测试等领域取得了突出的成果，其未来的影响力也将会持续增加。


	  为了逐步提升在风电领域的统治力，雄心壮志的德国充分的发挥强强联合的作用。2013年，ForWind风能研究中心、德国航空航天中心（DLR）以及弗劳恩霍夫风能系统研究所（Fraunhofer IWES）三个机构组成了德国的风能研究联盟，囊括了600多名科学家和工程师。点击下方查看Forwind视频介绍