2022風(fēng)電葉片裝備制造技術(shù)發(fā)展規(guī)劃及前景分析

• 2021年11月19日 ZouJunRong來源：互聯(lián)網(wǎng) 1230 80
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風(fēng)電葉片不僅是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的重要部件之一，也是獲取較高風(fēng)能利用系數(shù)和經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)、制造以及運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接影響到整機(jī)的性能和發(fā)電效率，故有業(yè)界專家將之比喻為風(fēng)機(jī)的“靈魂”。

2022風(fēng)電葉片裝備制造技術(shù)發(fā)展規(guī)劃及前景分析

風(fēng)電葉片制造發(fā)展前景前景如何?風(fēng)電葉片不僅是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的重要部件之一，也是獲取較高風(fēng)能利用系數(shù)和經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)、制造以及運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接影響到整機(jī)的性能和發(fā)電效率，故有業(yè)界專家將之比喻為風(fēng)機(jī)的“靈魂”。隨著風(fēng)機(jī)大型化趨勢(shì)愈發(fā)明顯，大型風(fēng)機(jī)葉片也被看作是衡量企業(yè)技術(shù)實(shí)力的標(biāo)志之一，而制造技術(shù)前景廣闊。

風(fēng)機(jī)葉片是體現(xiàn)風(fēng)能技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵風(fēng)力機(jī)組部件，風(fēng)機(jī)葉片產(chǎn)業(yè)是伴隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)及風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而迅速躥升的。隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)和科研院所的共同努力，中國(guó)風(fēng)機(jī)葉片產(chǎn)業(yè)的供給能力迅速提升。復(fù)合材料風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵動(dòng)力部件，直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的性能，要求其具有長(zhǎng)期在戶外自然環(huán)境條件下使用的耐候性，匹配合理的價(jià)格。因此，葉片的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量水平十分重要，被視為風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)水平代表。

風(fēng)電葉片是一種高性能的復(fù)合材料產(chǎn)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(tǒng)復(fù)合材料風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片多采用手糊工藝制造。手糊工藝的主要特點(diǎn)在于手工操作、開模成型(成型工藝中樹脂和增強(qiáng)纖維需完全暴露于操作環(huán)境中)、生產(chǎn)效率低，樹脂固化程度(樹脂的化學(xué)反應(yīng)程度)往往偏低，適合產(chǎn)品批量較小、質(zhì)量均勻性要求較低的復(fù)合材料制品的生產(chǎn)。因此手糊工藝生產(chǎn)風(fēng)機(jī)葉片的主要缺點(diǎn)是產(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，產(chǎn)品質(zhì)量均勻性波動(dòng)較大，產(chǎn)品的動(dòng)靜平衡保證性差，廢品率較高。特別是對(duì)高性能的復(fù)雜氣動(dòng)外型和夾芯結(jié)構(gòu)葉片，還往往需要粘接等二次加工，粘接工藝需要粘接平臺(tái)或型架，以確保粘接面的貼合，生產(chǎn)工藝更加復(fù)雜和困難。手糊工藝制造的風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(rùn)不良及固化不完全等，引發(fā)裂紋、斷裂和葉片變形等問題。此外，手糊工藝往往還會(huì)伴有大量有害物質(zhì)和溶劑的釋放，有一定的環(huán)境污染問題。

據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的報(bào)告《2022-2027年風(fēng)電葉片裝備制造技術(shù)行業(yè)市場(chǎng)供需調(diào)查與投資潛力研究報(bào)告》分析

風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片生產(chǎn)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(shè)車準(zhǔn)備鋪設(shè)玻璃纖維。鋪設(shè)完畢放置導(dǎo)注網(wǎng)，蓋上真空膜開始抽真空(真空壓力一般為85%左右)。然后導(dǎo)入聚酯和硬化劑，等待聚酯和硬化劑完全硬化后，開始結(jié)膜，檢查缺陷，修理打磨結(jié)合面。接著開始和模，在結(jié)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(nèi)部修理，最后配重入庫。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片長(zhǎng)期處于惡劣環(huán)境中不停的運(yùn)轉(zhuǎn)，這對(duì)葉片提出了更高的要求：葉片密度輕且具有最佳的疲勞強(qiáng)度和力學(xué)性能，能經(jīng)受暴風(fēng)等極端惡劣條件和隨機(jī)負(fù)載的考驗(yàn)。葉片的彈性、旋轉(zhuǎn)時(shí)的慣性及其振動(dòng)頻率特性曲線都正常，傳遞給整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)載穩(wěn)定性好，不得在風(fēng)壓的作用下折斷，也不得在飛車轉(zhuǎn)速以下范圍內(nèi)產(chǎn)生引起整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)烈共振;葉片的材料必須保證表面光滑以減小風(fēng)阻，粗糙的表面亦會(huì)被風(fēng)"撕裂"。

風(fēng)電葉片行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局分析

目前，全球風(fēng)電葉片行業(yè)具備1000套以上產(chǎn)能的大型企業(yè)有十幾家。由于受到運(yùn)輸半徑制約，產(chǎn)能分布會(huì)影響葉片市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局，地方性廠商受益于地域性優(yōu)勢(shì)瓜分了一些區(qū)域市場(chǎng)份額。數(shù)據(jù)顯示，國(guó)內(nèi)排名前五的風(fēng)電葉片企業(yè)市場(chǎng)份額已由2011年的10% 增加至2018年的50%。 風(fēng)電葉片行業(yè)發(fā)展趨勢(shì) 2021年，國(guó)家能源局要求風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)發(fā)電，產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)于降本增效的需求日益增強(qiáng)。因此，開發(fā)出具有放熱溫度低、低密度、快速建立脫模強(qiáng)度的灌注樹脂、輕質(zhì)高韌的膠粘劑，對(duì)于縮短葉片從灌注到合模的整體制程，進(jìn)而達(dá)到降本增效的作用至關(guān)重要。風(fēng)電葉片大型化發(fā)展的同時(shí)，兼顧整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的成本降低，葉片設(shè)計(jì)會(huì)朝著模塊化的趨勢(shì)發(fā)展，在未來產(chǎn)品開發(fā)儲(chǔ)備上必然要從降本增效來考量。

風(fēng)電葉片大型化趨勢(shì)

隨著市場(chǎng)對(duì)風(fēng)電葉片的利用效率要求越來越高，風(fēng)電葉片向大型化發(fā)展成為了必然的趨勢(shì)。在相同長(zhǎng)度葉片下，使用玻璃纖維作為增強(qiáng)材料的葉片重量顯著大于使用碳纖維作為增強(qiáng)材料的葉片重量，從而影響風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行性能和轉(zhuǎn)換效率。傳統(tǒng)玻璃纖維制成的復(fù)合材料已經(jīng)逐漸暴露出了一定缺點(diǎn), 例如彈性模量和層間剪切強(qiáng)度比較低, 長(zhǎng)期耐溫性差容易老化, 特別是材料的質(zhì)量密度還比較大隨著發(fā)電機(jī)組向大型化發(fā)展風(fēng)機(jī)的葉片長(zhǎng)度不斷增加, 越來越重的葉片對(duì)發(fā)電機(jī)和塔座也提出了更苛刻的要求。 相同葉片長(zhǎng)度下, 采用碳纖維復(fù)合材料制作的重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于玻璃纖維復(fù)合材料制作的重量。葉片質(zhì)量的減小和剛度的增加, 可以有效改善葉片的空氣動(dòng)力學(xué)性能, 降低葉片對(duì)機(jī)塔和輪軸的負(fù)載，風(fēng)機(jī)的輸出功率更平滑更均衡、運(yùn)行效率更高，更有利于風(fēng)機(jī)的風(fēng)力收集。

技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)上，風(fēng)電葉片未來將會(huì)著重于產(chǎn)品容量逐漸提升，無論是陸上風(fēng)電與海上風(fēng)電均會(huì)向大型化發(fā)展?，F(xiàn)階段風(fēng)力發(fā)電機(jī)主流容量為2~4MW，未來小容量風(fēng)力機(jī)將逐步淡出市場(chǎng)，朝向大型化風(fēng)力機(jī)發(fā)展。風(fēng)力機(jī)大型化的優(yōu)點(diǎn)為對(duì)于風(fēng)場(chǎng)土地利用效率大幅增加，缺點(diǎn)為單位建置成本將小幅上升。

未來行業(yè)市場(chǎng)投資前景如何?想要了解更多行業(yè)詳情分析，可以點(diǎn)擊查看中研普華研究報(bào)告《2022-2027年風(fēng)電葉片裝備制造技術(shù)行業(yè)市場(chǎng)供需調(diào)查與投資潛力研究報(bào)告》。

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