行業(yè)觀察|風(fēng)電葉片走向大型化輕量化智能化

“風(fēng)電和復(fù)合材料是‘絕配’，復(fù)合材料本身具備的輕質(zhì)、大批成型、低成本等優(yōu)勢(shì)成為風(fēng)電行業(yè)不可替代的主體材料，保障了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)大規(guī)?？焖侔l(fā)展。但與發(fā)達(dá)國家相比，我國風(fēng)電行業(yè)發(fā)展歷時(shí)短、成長(zhǎng)速度快、技術(shù)積累不足，特別是產(chǎn)學(xué)研結(jié)合與技術(shù)成果轉(zhuǎn)換較少。”中國復(fù)合材料學(xué)會(huì)秘書長(zhǎng)張博明在3月30日召開的 “第四屆中國國際風(fēng)電復(fù)合材料高峰論壇”上如是說，希望加大對(duì)風(fēng)電行業(yè)的研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入，不斷開發(fā)出國際先進(jìn)水平，同時(shí)滿足我國風(fēng)電復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的高科技成果。

復(fù)合材料對(duì)降本增效意義重大

隨著風(fēng)力發(fā)電功率的快速提升，風(fēng)電葉片正在向著大型化、輕量化、智能化快速發(fā)展，為了提升風(fēng)電葉片的技術(shù)水平和制造水平，推進(jìn)高性能復(fù)合材料在風(fēng)電領(lǐng)域的應(yīng)用，滿足未來全球風(fēng)電葉片發(fā)展的需求已成大勢(shì)所趨。伴隨著風(fēng)電機(jī)組出質(zhì)保期數(shù)量越來越多，風(fēng)機(jī)葉片運(yùn)維業(yè)務(wù)需求量也越來越大，如何面對(duì)巨大的市場(chǎng)需求，成為擺在制造企業(yè)面前的問題。

近幾年，我國風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè)在風(fēng)機(jī)智能化、數(shù)字化方面都進(jìn)行了一系列的探索，提高風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電能力已經(jīng)有很多實(shí)際成果，但在風(fēng)電的成本下降方面遇到了瓶頸，究其原因是受制于葉片技術(shù)的發(fā)展。新形勢(shì)下，葉片的減重、降載和降噪等均離不開復(fù)合材料的支撐。

“葉片與整機(jī)融合實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展是聯(lián)合動(dòng)力所遵循的根本。聯(lián)合動(dòng)力不僅是全球領(lǐng)先的風(fēng)電制造商，也是領(lǐng)先的葉片研發(fā)與生產(chǎn)商。每年生產(chǎn)超過1000套葉片，已經(jīng)形成了設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)維‘三位一體’的運(yùn)營?！?式，在葉片模塊設(shè)計(jì)、抗冰凍技術(shù)、葉片加長(zhǎng)等方面技術(shù)成熟，同時(shí)也在探索葉片的智能化運(yùn)維。”國電聯(lián)合動(dòng)力技術(shù)有限公司董事長(zhǎng)、總經(jīng)理褚景春介紹說，中東南部低風(fēng)速區(qū)和海上、海外風(fēng)電的發(fā)展，為我們提供了廣闊的市場(chǎng)空間，也要求葉片能夠更長(zhǎng)、更輕、性能更優(yōu)異，還要適合復(fù)雜地形、高空檢修，長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)龋@些對(duì)葉片的研發(fā)、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

面向新時(shí)代，創(chuàng)新是高質(zhì)量發(fā)展第一動(dòng)力。我國風(fēng)電已進(jìn)入了平穩(wěn)發(fā)展期，主旋律由制造向創(chuàng)造轉(zhuǎn)變，規(guī)模發(fā)展向質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變，復(fù)合材料必須順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，加強(qiáng)研發(fā)協(xié)同創(chuàng)新。在新葉片發(fā)展階段，應(yīng)立足各方優(yōu)勢(shì)，共同研發(fā)高質(zhì)量產(chǎn)品，加強(qiáng)生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新，提高復(fù)合材料、葉片、整機(jī)等工藝匹配性，建立信息交互平臺(tái)，加快存貨周轉(zhuǎn)率，實(shí)現(xiàn)精益增效;加強(qiáng)服務(wù)協(xié)同創(chuàng)新，快速解決問題，樹立優(yōu)質(zhì)服務(wù)形象，使復(fù)合材料成為風(fēng)電發(fā)展的排頭兵。

復(fù)合材料供應(yīng)商任重而道遠(yuǎn)

風(fēng)電行業(yè)快速發(fā)展對(duì)復(fù)合材料提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，復(fù)合材料是風(fēng)電葉片的核心材料，高性能復(fù)合材料是葉片的主體，材料決定了葉片的成本、性能、價(jià)格，因此提升材料性能和優(yōu)化工藝是實(shí)現(xiàn)葉片降低成本的主要途徑。

“葉片是復(fù)合材料的重要載體，新型材料在保證質(zhì)量的前提下降低了葉片成本。如何利用新材料、新工藝和新技術(shù)通過葉片提質(zhì)增效，降本增容，研發(fā)更加可靠、更加環(huán)保的葉片是風(fēng)電行業(yè)共同追求的目標(biāo)。”中材科技風(fēng)電葉片股份有限公司總經(jīng)理王欣介紹說，截至去年底，中材科技累計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售　 裝機(jī)超過32吉瓦，產(chǎn)品在全球15個(gè)國家和地區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行，中材葉片以領(lǐng)先的技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的質(zhì)量得到了市場(chǎng)的認(rèn)可，連續(xù)保持市場(chǎng)第一。

一方面，國產(chǎn)復(fù)合材料性能和穩(wěn)定性進(jìn)一步提高，具備性價(jià)比優(yōu)勢(shì);另一方面，國產(chǎn)材料仍存在創(chuàng)新能力不足，與國外先進(jìn)復(fù)合材料廠商相比，仍然有很大的差距。應(yīng)該說，降本增效、輕量化、環(huán)保和解決葉片質(zhì)量問題，是市場(chǎng)和客戶對(duì)風(fēng)電復(fù)合材料提出的要求，風(fēng)電復(fù)合材料供應(yīng)商必須給出切實(shí)可行的解決方案。

不容忽視的是，目前仍存在對(duì)材料工藝重視不足和研究不足的問題，很多原材料供應(yīng)商覺得自己是提供材料的，工藝不在自己，這個(gè)觀念要破除。復(fù)合材料商提供的都是半成品，所以工廠的材料成型、工藝規(guī)程也離不開材料的特性，因此研究不同工藝對(duì)材料性能的影響，以及推薦最佳的工藝參數(shù)也應(yīng)該是材料供應(yīng)商的重要工作。

中國復(fù)合材料學(xué)會(huì)風(fēng)電工程復(fù)合材料專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng)劉寶鋒認(rèn)為，新形勢(shì)下，對(duì)創(chuàng)新復(fù)合材料的需求主要有四個(gè)方面。一是新類型性能灌注樹脂的創(chuàng)新開發(fā);二是高性能天然纖維材料的研發(fā);三是新概念葉片保護(hù)材料的研發(fā);四是自修復(fù)復(fù)合材料的研發(fā)。

【短評(píng)】

風(fēng)電復(fù)合材料發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)

于海江

風(fēng)電復(fù)合材料未來發(fā)展的方向主要是降低成本、提高效率、高性能和環(huán)保綠色。目前，風(fēng)電復(fù)合材料面臨的挑戰(zhàn)有以下方面：一是如何解決原材料漲價(jià)和風(fēng)機(jī)降價(jià)的矛盾;二是海上風(fēng)電加速發(fā)展對(duì)風(fēng)電復(fù)合材料提出了高性能、長(zhǎng)壽命和耐疲勞等更高的要求;三是隨著國家對(duì)環(huán)境治理力度的不斷加大，對(duì)環(huán)保、綠色的風(fēng)電復(fù)合材料需求不斷增加。

首先，去年環(huán)氧樹脂原材料漲價(jià)，致使環(huán)氧灌注樹脂漲價(jià)5%~10%，玻纖價(jià)格上漲了3~6%不等。作為研發(fā)復(fù)合材料的企業(yè)應(yīng)該通過技術(shù)創(chuàng)新，降低固化時(shí)間等為最終客戶降低成本，在質(zhì)量不下降，成本可控制的情況下，可以用其他的替代材料。

其次，海上風(fēng)電發(fā)展給碳纖維復(fù)合材料的規(guī)模應(yīng)用提供了契機(jī)，但現(xiàn)在碳纖維仍是高價(jià)的材料，所以應(yīng)該尋找更好的技術(shù)，推出低成本碳纖維是必由之路。葉片輕量化的材料將面臨重大機(jī)遇，如高性能、低密度的材料等。能縮短生產(chǎn)周期的樹脂體系和結(jié)構(gòu)膠將受到關(guān)注，因?yàn)楹Ｉ先~片都是大葉片，生產(chǎn)周期非常長(zhǎng)，能縮短生產(chǎn)周期的材料將受到關(guān)注。另外，易清潔的面漆也將有內(nèi)在需求，免維護(hù)和長(zhǎng)壽命的葉片材料將受到追捧。

最后，低風(fēng)速風(fēng)機(jī)的穩(wěn)步發(fā)展，導(dǎo)致陸上葉片越來越長(zhǎng)，對(duì)材料提出了更高的要求。隨著在役風(fēng)機(jī)的容量不斷擴(kuò)大，風(fēng)機(jī)葉片現(xiàn)場(chǎng)維修對(duì)風(fēng)電復(fù)合材料提出了迫切要求，適合現(xiàn)場(chǎng)快速固化維修用的結(jié)構(gòu)膠，適合現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)用的高性能保護(hù)材料將迎來春天。