風(fēng)機(jī)葉片的前世今生

風(fēng)機(jī)葉片產(chǎn)生的由來

一場10級(jí)大風(fēng)可以拔起樹木，摧毀建筑物；一場12級(jí)颶風(fēng)可以讓波浪滔天。風(fēng)，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(yùn)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(fēng)車來抽水、磨面。在今天，風(fēng)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(fēng)力發(fā)電機(jī)擎天而立，迎風(fēng)飛旋。

風(fēng)機(jī)葉片的發(fā)展歷程

1986年

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

2005年

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

2006年4月16日

國內(nèi)首只國產(chǎn)單機(jī)功率最大、國產(chǎn)單片最長，也是首只通過德國船級(jí)社設(shè)計(jì)認(rèn)證的國產(chǎn)1.5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片在中國建材集團(tuán)連云港葉片工廠成功下線，標(biāo)志著中國進(jìn)入了兆瓦級(jí)風(fēng)機(jī)葉片的新紀(jì)元。

1風(fēng)機(jī)葉片的深層解讀

1 風(fēng)力發(fā)電原理

利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機(jī)將提升旋轉(zhuǎn)速度，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)機(jī)技術(shù)，大約三級(jí)風(fēng)的程度便可以開始發(fā)電。從零部件價(jià)值量的角度來看，風(fēng)輪葉片是價(jià)值量最大部件之一，造價(jià)約占整個(gè)設(shè)備的20%。國內(nèi)具有風(fēng)機(jī)葉片規(guī)模生產(chǎn)能力的公司主要有：中國建材集團(tuán)所屬中復(fù)連眾和中材科技、時(shí)代新材及重通集團(tuán)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(fēng)機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝

風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它直接影響著整個(gè)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(zhì)量對(duì)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(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)衛(wèi)生條件差，產(chǎn)品質(zhì)量均勻性波動(dòng)性較大。

真空灌注成型工藝：由于整個(gè)工裝系統(tǒng)是密閉的，在真空灌注成型中有機(jī)揮發(fā)物（VOC）非常少，改善了勞動(dòng)條件，減少了操作者與有害物質(zhì)的接觸，充分滿足了人們對(duì)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(zhì)量穩(wěn)定性高，重現(xiàn)性能好，制品的外觀質(zhì)量好，相同材料強(qiáng)度高，相對(duì)于手糊成型拉伸強(qiáng)度提高20%以上。

表1：小知識(shí)

3 中國風(fēng)機(jī)葉片研發(fā)和制造的引領(lǐng)者

2016年全球風(fēng)電新增裝機(jī)容量超過54GW，中國繼續(xù)大幅領(lǐng)先風(fēng)電新增裝機(jī)和累計(jì)裝機(jī)量，連續(xù)5年名列全球第一。預(yù)測顯示，2017年全球風(fēng)電年新增裝機(jī)有望達(dá)到60GW，且增長主要由亞洲國家引領(lǐng)。

■市場占有率。兩材重組后，中國建材集團(tuán)所屬中復(fù)連眾、中材科技風(fēng)機(jī)葉片總產(chǎn)能達(dá)到16GW，產(chǎn)品批量出口美國、加拿大、印度、韓國等近40個(gè)國家和地區(qū)，2016年風(fēng)機(jī)葉片整體裝機(jī)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(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合戰(zhàn)略業(yè)務(wù)發(fā)展目標(biāo)，中國建材集團(tuán)在全球建有15個(gè)葉片生產(chǎn)基地，涉及北京、上海、河北、遼寧、吉林、內(nèi)蒙古、甘肅、新疆、江西、貴州、云南和江蘇等12個(gè)省和直轄市。生產(chǎn)基地圍繞風(fēng)能優(yōu)勢區(qū)域建設(shè)，不僅接近風(fēng)能市場減少了龐大的運(yùn)輸開支，而且保證了產(chǎn)品的地域供應(yīng)，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(tuán)擁有17個(gè)系列150余款葉片產(chǎn)品，中復(fù)連眾有1.25-6.0MW共十個(gè)系列九十余款產(chǎn)品，中材科技有1.0-6.7 MW共十三個(gè)系列六十余款產(chǎn)品，兩家企業(yè)在海上葉片和低風(fēng)速葉片設(shè)計(jì)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(fēng)面積最大的Sinoma77.7-6.0MW碳纖維海上風(fēng)機(jī)葉片研發(fā)成功，并于2015年3月成功掛機(jī)，開啟了國內(nèi)在大葉片上制造應(yīng)用的先河。

Sinoma77.7-6.0MW海上葉片

■創(chuàng)新體系。建有國家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心、國家級(jí)博士后科研工作站、江蘇省海上風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)與制造技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、江蘇省樹脂基復(fù)合材料工程技術(shù)研究中心和通過CNAS認(rèn)可的檢測中心等研發(fā)平臺(tái)，先后榮獲“江蘇省企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”、“國家技術(shù)創(chuàng)新示范企業(yè)”和“國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢企業(yè)”等稱號(hào)。2006年12月30日，國家商務(wù)部批準(zhǔn)設(shè)立全資子公司SINOI，收購NOI的有效資產(chǎn),此舉為企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速擴(kuò)張產(chǎn)能、降低生產(chǎn)成本、增加企業(yè)競爭力，具有非常關(guān)鍵的作用。

■研發(fā)能力。先后承擔(dān)了近二十項(xiàng)國家重大科技計(jì)劃項(xiàng)目，突破了兆瓦級(jí)風(fēng)機(jī)葉片原材料國產(chǎn)化、碳纖維葉片設(shè)計(jì)與制造、7MW級(jí)風(fēng)機(jī)葉片產(chǎn)業(yè)化等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)型號(hào)的海上風(fēng)機(jī)葉片、碳纖維風(fēng)機(jī)葉片和低風(fēng)速風(fēng)機(jī)葉片產(chǎn)業(yè)化，創(chuàng)造了多項(xiàng)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(gè)海上項(xiàng)目——東海大橋項(xiàng)目成功配套，2011年自主研發(fā)的我國首臺(tái)單機(jī)功率最大葉片（62米6.0MW型）與華銳風(fēng)電研發(fā)的中國首臺(tái)6.0MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在江蘇臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)順利對(duì)接、吊裝。

亞洲第一個(gè)海上項(xiàng)目——東海大橋項(xiàng)目

■知識(shí)產(chǎn)權(quán)。共獲得授權(quán)專利142件，其中發(fā)明專利49件，主持、參與了多項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。中材科技“聚合物基復(fù)合材料液體成型技術(shù)及其應(yīng)用研究”獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)，參與的“863項(xiàng)目——國產(chǎn)化碳纖維液體成型關(guān)鍵技術(shù)研究”取得多項(xiàng)成果，申請(qǐng)專利14項(xiàng)、獲得授權(quán)2項(xiàng)，發(fā)表科研論文30篇。

國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)

4 海上風(fēng)電將成為風(fēng)電行業(yè)新的增長點(diǎn)

《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出，到2020年底，風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量確保達(dá)到2.1億千瓦以上，其中海上風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)到500萬千瓦以上；風(fēng)電年發(fā)電確保達(dá)到4200億千瓦時(shí)，約占全國總發(fā)電量的6%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2016年，我國海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)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(shí)不斷增強(qiáng)，海上風(fēng)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(fēng)電機(jī)組所處的環(huán)境與陸地條件截然不同，在設(shè)計(jì)和建設(shè)海上風(fēng)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(tái)風(fēng)破壞等制約因素?？梢哉f，海上葉片技術(shù)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(shù)，可以實(shí)現(xiàn)海上陸地葉片的整體提升。今年年初，基于海上風(fēng)機(jī)葉片研發(fā)和制造優(yōu)勢，中國建材集團(tuán)與國內(nèi)著名風(fēng)電整機(jī)廠商強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，共同出資建立合資經(jīng)營公司——中復(fù)連眾（上海）風(fēng)電科技有限公司，致力于發(fā)展大型海上風(fēng)機(jī)葉片的開發(fā)、制造和維修業(yè)務(wù)。

表2：現(xiàn)有海上風(fēng)機(jī)葉片葉型

表3：中國建材集團(tuán)供貨的部分海上風(fēng)電項(xiàng)目

僅中復(fù)連眾累計(jì)銷售海上葉片127套，占中國海上葉片銷售市場份額30.5%。

1風(fēng)機(jī)葉片大片來襲