風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。中國風能儲量很大、分布面廣，風力發(fā)電產業(yè)迅速發(fā)展，成為繼歐洲、美國和印度之后的全球風力發(fā)電主要市場之一。
風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。中國風能儲量很大、分布面廣，風力發(fā)電產業(yè)迅速發(fā)展，成為繼歐洲、美國和印度之后的全球風力發(fā)電主要市場之一。
風力發(fā)電機葉片是一個復合材料制成的薄殼結構，一般由根部、外殼和加強筋或梁三部分組成，復合材料在整個風電葉片中的重量一般占到90%以上。復合材料葉片發(fā)展之初采用的是廉價的玻璃纖維增強不飽和聚酯樹脂體系，直到今天這仍是大部分葉片采用的材料。隨著葉片長度的不斷增大，自身重量也不斷增加，這種體系在某些場合已不能滿足要求，于是很自然地，性能更優(yōu)異的增強材料—碳纖維走進了人們的視野。
目前，全球風電葉片行業(yè)具備1000套以上產能的大型企業(yè)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(yōu)勢瓜分了一些區(qū)域市場份額。數據顯示，國內排名前五的風電葉片企業(yè)市場份額已由2011年的10% 增加至2018年的50%。
2020年，全國風電新增并網裝機7167萬千瓦，其中陸上風電新增裝機6861萬千瓦、海上風電新增裝機306萬千瓦。從新增裝機分布看，中東部和南方地區(qū)占比約40%，“三北”地區(qū)占60%。到2020年底，全國風電累計裝機2.81億千瓦，其中陸上風電累計裝機2.71億千瓦、海上風電累計裝機約900萬千瓦。
2021年，國家能源局要求風電平價上網發(fā)電，產業(yè)鏈對于降本增效的需求日益增強。因此，開發(fā)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(fā)展的同時，兼顧整個產業(yè)鏈的成本降低，葉片設計會朝著模塊化的趨勢發(fā)展，在未來產品開發(fā)儲備上必然要從降本增效來考量。
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(fā)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(tǒng)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(fā)電機組向大型化發(fā)展風機的葉片長度不斷增加, 越來越重的葉片對發(fā)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(fā)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(fā)展。
現階段風力發(fā)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(fā)展。風力機大型化的優(yōu)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。
《風能北京宣言》提出，為達到與碳中和目標實現起步銜接的目的，在“十四五”規(guī)劃中，須為風電設定與碳中和國家戰(zhàn)略相適應的發(fā)展空間：保證年均新增裝機5000萬千瓦以上。2025年后，中國風電年均新增裝機容量應不低于6000萬千瓦，到2030年至少達到8億千瓦，到2060年至少達到30億千瓦。《風能北京宣言》將對風機制造、設計、施工、運維、后市場等全產業(yè)鏈形成重大利好，中國風電行業(yè)未來30年將實現持續(xù)穩(wěn)步快速發(fā)展。
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