2022風電葉片裝備制造技術發展規劃及前景分析

• 2021年11月19日 ZouJunRong來源：互聯網 1230 80
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風電葉片不僅是將風能轉化為機械能的重要部件之一，也是獲取較高風能利用系數和經濟效益的基礎。設計、制造以及運行狀態的好壞直接影響到整機的性能和發電效率，故有業界專家將之比喻為風機的“靈魂”。

2022風電葉片裝備制造技術發展規劃及前景分析

風電葉片制造發展前景前景如何?風電葉片不僅是將風能轉化為機械能的重要部件之一，也是獲取較高風能利用系數和經濟效益的基礎。設計、制造以及運行狀態的好壞直接影響到整機的性能和發電效率，故有業界專家將之比喻為風機的“靈魂”。隨著風機大型化趨勢愈發明顯，大型風機葉片也被看作是衡量企業技術實力的標志之一，而制造技術前景廣闊。

風機葉片是體現風能技術進步的關鍵風力機組部件，風機葉片產業是伴隨著風電產業及風電設備產業的發展而迅速躥升的。隨著國內企業和科研院所的共同努力，中國風機葉片產業的供給能力迅速提升。復合材料風機葉片是風力發電系統的關鍵動力部件，直接影響著整個系統的性能，要求其具有長期在戶外自然環境條件下使用的耐候性，匹配合理的價格。因此，葉片的設計和制造質量水平十分重要，被視為風力發電機系統的關鍵技術和技術水平代表。

風電葉片是一種高性能的復合材料產品，制造條件要求高，溫度要求16C~25C，空氣濕度要求低于70%。傳統復合材料風力發電機葉片多采用手糊工藝制造。手糊工藝的主要特點在于手工操作、開模成型(成型工藝中樹脂和增強纖維需完全暴露于操作環境中)、生產效率低，樹脂固化程度(樹脂的化學反應程度)往往偏低，適合產品批量較小、質量均勻性要求較低的復合材料制品的生產。因此手糊工藝生產風機葉片的主要缺點是產品質量對工人的操作熟練程度及環境條件依賴性較大，生產效率低，產品質量均勻性波動較大，產品的動靜平衡保證性差，廢品率較高。特別是對高性能的復雜氣動外型和夾芯結構葉片，還往往需要粘接等二次加工，粘接工藝需要粘接平臺或型架，以確保粘接面的貼合，生產工藝更加復雜和困難。手糊工藝制造的風力發電機葉片在使用過程中，往往由于工藝過程中的含膠量不均勻、纖維/樹脂浸潤不良及固化不完全等，引發裂紋、斷裂和葉片變形等問題。此外，手糊工藝往往還會伴有大量有害物質和溶劑的釋放，有一定的環境污染問題。

據中研普華產業研究院的報告《2022-2027年風電葉片裝備制造技術行業市場供需調查與投資潛力研究報告》分析

風力發電機葉片生產制造的工藝流程。首先磨具清潔到位，開始噴涂膠衣，圖層厚度600-800微米，鋪設車準備鋪設玻璃纖維。鋪設完畢放置導注網，蓋上真空膜開始抽真空(真空壓力一般為85%左右)。然后導入聚酯和硬化劑，等待聚酯和硬化劑完全硬化后，開始結膜，檢查缺陷，修理打磨結合面。接著開始和模，在結合面打上連接膠，放入葉片主支架，和模完畢。起模后修理葉片表面膠衣，內部修理，最后配重入庫。

風力發電機葉片長期處于惡劣環境中不停的運轉，這對葉片提出了更高的要求：葉片密度輕且具有最佳的疲勞強度和力學性能，能經受暴風等極端惡劣條件和隨機負載的考驗。葉片的彈性、旋轉時的慣性及其振動頻率特性曲線都正常，傳遞給整個發電系統的負載穩定性好，不得在風壓的作用下折斷，也不得在飛車轉速以下范圍內產生引起整個風力發電機組的強烈共振;葉片的材料必須保證表面光滑以減小風阻，粗糙的表面亦會被風"撕裂"。

風電葉片行業市場競爭格局分析

目前，全球風電葉片行業具備1000套以上產能的大型企業有十幾家。由于受到運輸半徑制約，產能分布會影響葉片市場競爭格局，地方性廠商受益于地域性優勢瓜分了一些區域市場份額。數據顯示，國內排名前五的風電葉片企業市場份額已由2011年的10% 增加至2018年的50%。 風電葉片行業發展趨勢 2021年，國家能源局要求風電平價上網發電，產業鏈對于降本增效的需求日益增強。因此，開發出具有放熱溫度低、低密度、快速建立脫模強度的灌注樹脂、輕質高韌的膠粘劑，對于縮短葉片從灌注到合模的整體制程，進而達到降本增效的作用至關重要。風電葉片大型化發展的同時，兼顧整個產業鏈的成本降低，葉片設計會朝著模塊化的趨勢發展，在未來產品開發儲備上必然要從降本增效來考量。

風電葉片大型化趨勢

隨著市場對風電葉片的利用效率要求越來越高，風電葉片向大型化發展成為了必然的趨勢。在相同長度葉片下，使用玻璃纖維作為增強材料的葉片重量顯著大于使用碳纖維作為增強材料的葉片重量，從而影響風電機組的運行性能和轉換效率。傳統玻璃纖維制成的復合材料已經逐漸暴露出了一定缺點, 例如彈性模量和層間剪切強度比較低, 長期耐溫性差容易老化, 特別是材料的質量密度還比較大隨著發電機組向大型化發展風機的葉片長度不斷增加, 越來越重的葉片對發電機和塔座也提出了更苛刻的要求。 相同葉片長度下, 采用碳纖維復合材料制作的重量遠遠低于玻璃纖維復合材料制作的重量。葉片質量的減小和剛度的增加, 可以有效改善葉片的空氣動力學性能, 降低葉片對機塔和輪軸的負載，風機的輸出功率更平滑更均衡、運行效率更高，更有利于風機的風力收集。

技術發展趨勢上，風電葉片未來將會著重于產品容量逐漸提升，無論是陸上風電與海上風電均會向大型化發展。現階段風力發電機主流容量為2~4MW，未來小容量風力機將逐步淡出市場，朝向大型化風力機發展。風力機大型化的優點為對于風場土地利用效率大幅增加，缺點為單位建置成本將小幅上升。

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