風機葉片

風機葉片的前世今生

風機葉片產(chǎn)生的由來

一場10級大風可以拔起樹木，摧毀建筑物；一場12級颶風可以讓波浪滔天。風，也許是世界上最無形又最具潛能的力量；是地球上取之不盡的能源。它蘊量巨大，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。

很早以前，人們就利用風車來抽水、磨面。在今天，風電作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視，不管是在荒無人煙的草原、戈壁，還是環(huán)境惡劣的島嶼、海面，都能看到白色的風力發(fā)電機擎天而立，迎風飛旋。

風機葉片的發(fā)展歷程

1986年

第一座風電場——馬蘭風力發(fā)電場在山東榮成并網(wǎng)發(fā)電，共安裝3臺55千瓦進口風電機組，成為了我國風電史上的里程碑。

2005年

隨著《可再生能源法》等一系列鼓勵政策的頒布，我國的風電行業(yè)逐步進入快速發(fā)展的階段。

2006年4月16日

國內首只國產(chǎn)單機功率最大、國產(chǎn)單片最長，也是首只通過德國船級社設計認證的國產(chǎn)1.5兆瓦風機葉片在中國建材集團連云港葉片工廠成功下線，標志著中國進入了兆瓦級風機葉片的新紀元。

1風機葉片的深層解讀

1 風力發(fā)電原理

利用風力帶動風輪葉片旋轉，再透過增速機將提升旋轉速度，帶動發(fā)電機發(fā)電。依據(jù)目前的風機技術，大約三級風的程度便可以開始發(fā)電。從零部件價值量的角度來看，風輪葉片是價值量最大部件之一，造價約占整個設備的20%。國內具有風機葉片規(guī)模生產(chǎn)能力的公司主要有：中國建材集團所屬中復連眾和中材科技、時代新材及重通集團等；國際知名的葉片制造商主要為：丹麥艾爾姆(LM)公司、維斯塔斯(Vestas)公司、西班牙歌美颯(Gamesa)公司和印度蘇司蘭(Suzlon)公司等。

2 風機葉片的生產(chǎn)工藝

風機葉片是風力發(fā)電系統(tǒng)的關鍵部件，它直接影響著整個系統(tǒng)的性能、可靠性和銷售成本，通常使用玻璃鋼或碳纖維為主體材料制成，主要有兩種生產(chǎn)工藝：

手糊成型工藝：產(chǎn)品質量對工人的操作熟練程度及環(huán)境條件依賴性較大，生產(chǎn)效率低，勞動強度大，勞動衛(wèi)生條件差，產(chǎn)品質量均勻性波動性較大。

真空灌注成型工藝：由于整個工裝系統(tǒng)是密閉的，在真空灌注成型中有機揮發(fā)物（VOC）非常少，改善了勞動條件，減少了操作者與有害物質的接觸，充分滿足了人們對環(huán)保的要求，改善工作環(huán)境，工藝操作簡單。

從制品性能上來說，真空灌注成型工藝可充分消除氣泡，降低制品空隙率，有效地控制產(chǎn)品的含膠量，生產(chǎn)受人為因素少，產(chǎn)品的質量穩(wěn)定性高，重現(xiàn)性能好，制品的外觀質量好，相同材料強度高，相對于手糊成型拉伸強度提高20%以上。

表1：小知識

3 中國風機葉片研發(fā)和制造的引領者

2016年全球風電新增裝機容量超過54GW，中國繼續(xù)大幅領先風電新增裝機和累計裝機量，連續(xù)5年名列全球第一。預測顯示，2017年全球風電年新增裝機有望達到60GW，且增長主要由亞洲國家引領。

■市場占有率。兩材重組后，中國建材集團所屬中復連眾、中材科技風機葉片總產(chǎn)能達到16GW，產(chǎn)品批量出口美國、加拿大、印度、韓國等近40個國家和地區(qū)，2016年風機葉片整體裝機量占中國市場份額的35.5%，占全球市場份額的15.2%，位居世界第一。

■生產(chǎn)基地。根據(jù)國家風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，結合戰(zhàn)略業(yè)務發(fā)展目標，中國建材集團在全球建有15個葉片生產(chǎn)基地，涉及北京、上海、河北、遼寧、吉林、內蒙古、甘肅、新疆、江西、貴州、云南和江蘇等12個省和直轄市。生產(chǎn)基地圍繞風能優(yōu)勢區(qū)域建設，不僅接近風能市場減少了龐大的運輸開支，而且保證了產(chǎn)品的地域供應，規(guī)模優(yōu)勢明顯。

中國建材連云港葉片生產(chǎn)基地

■葉型數(shù)量。目前中國建材集團擁有17個系列150余款葉片產(chǎn)品，中復連眾有1.25-6.0MW共十個系列九十余款產(chǎn)品，中材科技有1.0-6.7 MW共十三個系列六十余款產(chǎn)品，兩家企業(yè)在海上葉片和低風速葉片設計研發(fā)方面均走在了行業(yè)前列。2014年10月，亞洲功率及掃風面積最大的Sinoma77.7-6.0MW碳纖維海上風機葉片研發(fā)成功，并于2015年3月成功掛機，開啟了國內在大葉片上制造應用的先河。

Sinoma77.7-6.0MW海上葉片

■創(chuàng)新體系。建有國家級企業(yè)技術中心、國家級博士后科研工作站、江蘇省海上風機葉片設計與制造技術重點實驗室、江蘇省樹脂基復合材料工程技術研究中心和通過CNAS認可的檢測中心等研發(fā)平臺，先后榮獲“江蘇省企業(yè)技術創(chuàng)新獎”、“國家技術創(chuàng)新示范企業(yè)”和“國家知識產(chǎn)權優(yōu)勢企業(yè)”等稱號。2006年12月30日，國家商務部批準設立全資子公司SINOI，收購NOI的有效資產(chǎn),此舉為企業(yè)實現(xiàn)快速擴張產(chǎn)能、降低生產(chǎn)成本、增加企業(yè)競爭力，具有非常關鍵的作用。

■研發(fā)能力。先后承擔了近二十項國家重大科技計劃項目，突破了兆瓦級風機葉片原材料國產(chǎn)化、碳纖維葉片設計與制造、7MW級風機葉片產(chǎn)業(yè)化等關鍵技術，實現(xiàn)了多個型號的海上風機葉片、碳纖維風機葉片和低風速風機葉片產(chǎn)業(yè)化，創(chuàng)造了多項全國之最。2009年自主研發(fā)的我國首款海上葉片（44米3.0MW）與亞洲第一個海上項目——東海大橋項目成功配套，2011年自主研發(fā)的我國首臺單機功率最大葉片（62米6.0MW型）與華銳風電研發(fā)的中國首臺6.0MW風力發(fā)電機組在江蘇臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)順利對接、吊裝。

亞洲第一個海上項目——東海大橋項目

■知識產(chǎn)權。共獲得授權專利142件，其中發(fā)明專利49件，主持、參與了多項國際標準、國家標準和行業(yè)標準的制定工作。中材科技“聚合物基復合材料液體成型技術及其應用研究”獲得國家科學技術進步二等獎，參與的“863項目——國產(chǎn)化碳纖維液體成型關鍵技術研究”取得多項成果，申請專利14項、獲得授權2項，發(fā)表科研論文30篇。

國家科技進步二等獎

4 海上風電將成為風電行業(yè)新的增長點

《風電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出，到2020年底，風電累計并網(wǎng)裝機容量確保達到2.1億千瓦以上，其中海上風電并網(wǎng)裝機容量達到500萬千瓦以上；風電年發(fā)電確保達到4200億千瓦時，約占全國總發(fā)電量的6%。據(jù)統(tǒng)計，截至2016年，我國海上風電累計裝機容量達到163萬千瓦，居全球第三位。隨著全球發(fā)展可再生能源的共識不斷增強，海上風電在未來能源電力系統(tǒng)中將發(fā)揮更加重要的作用！

海上及潮間帶風電機組所處的環(huán)境與陸地條件截然不同，在設計和建設海上風場過程中，需要考慮海上惡劣自然條件和環(huán)境條件的影響，如鹽霧腐蝕、海浪載荷、海冰沖撞、臺風破壞等制約因素。可以說，海上葉片技術含量更高，是高端制造的體現(xiàn)，掌握了海上葉片的制造技術，可以實現(xiàn)海上陸地葉片的整體提升。今年年初，基于海上風機葉片研發(fā)和制造優(yōu)勢，中國建材集團與國內著名風電整機廠商強強聯(lián)合，共同出資建立合資經(jīng)營公司——中復連眾（上海）風電科技有限公司，致力于發(fā)展大型海上風機葉片的開發(fā)、制造和維修業(yè)務。

表2：現(xiàn)有海上風機葉片葉型

表3：中國建材集團供貨的部分海上風電項目

僅中復連眾累計銷售海上葉片127套，占中國海上葉片銷售市場份額30.5%。

風機葉片大片來襲

來源：中復連眾微平臺