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“随着风电产业的发展,作为配套的风电叶片将面临材料轻量化、质量稳定化、成本控制和退役回收等方面的挑战,”在日前举办的中国风电叶片技术论坛暨2015年风电叶片专业组年会上,与会专家表示。
制造能力与国际同步
叶片是风机将风能转化为机械能的重要部件之一,也是获取较高风能利用系数和经济效益的基础。叶片设计、制造及运行状态的好坏直接影响到整机的性能和发电效率,对风电场运营成本影响重大。
重通集团一位技术负责人告诉记者,我国风电叶片行业经过近三十多年的发展,从无到有,从小到大,逐步形成了完整的产业链。目前,我国风电叶片行业已经基本上达到了国际同步水平,通过“引进、消化、吸收和再创新”技术路线,以及全球化的竞争优势,突破了国外技术垄断。
据上述人士介绍,十几年前,国内风电叶片行业基本上还是外国企业所垄断,国内仅有上海玻璃钢研究院和中国航空工业集团公司保定螺旋桨制造厂等少数企业所涉足。当时,叶片技术垄断在欧美厂商手中,原材料基本上全部进口,从技术和原材料两个方面制约了我国风电叶片的市场竞争力。通过技术引进、消化吸收,2005年左右,我国已具备了1.5兆瓦风电叶片制造技术,并逐步提升到3兆瓦、5兆瓦甚至更大。
目前,中国风机叶片市场已经形成外资企业、民营企业、研究院所、上市公司等多元化的竞争格局。外资企业主要有GE、LM等,国内企业以中材科技、中航惠腾、中复连众、时代新材等为代表。
叶片材料趋于多元化
叶片材料曾使用过木材和金属,近年来,玻璃纤维复合材料成为主导。伴随风机朝着大型化方向发展,相应地叶片长度也必须增加,这就对叶片材料的强度和刚度等性能提出了新的要求,玻璃纤维复合材料性能已经趋于极限,碳纤维复合材料的应用由此浮出水面。
中航惠腾相关人士告诉记者,碳纤维的使用使得刚度获得了极大提升,而自重却没有增加。随着叶片重量的减轻,轮毂、齿轮箱、塔罩、塔架等配套都可以实现轻量化,这有助于降低整个风电机组的成本。“当然,配套大容量风电机组的叶片并非一味追求体积的增大,而是要全方位结合机组性能、载荷、发电量、可靠性及噪音等因素进行综合考量。”
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