轻质闭孔高强度泡沫为叶片提供轻型结构。据瑞典DIAB公司资料报导,已用于60米长的风机叶片芯材。采用这种芯材及导流技术,可减少50%的周期时间,降低30%的劳动力成本,与敞开型技术相比,夹芯导流技术减少90%的苯乙烯散发,并使整个叶片达到轻质高强。国内夹芯材料市场上,提供各类材质的夹层结构还有Guilt和思瑞安。
表二 兆瓦级叶片用组合材料
这些年来国内风电行业的快速发展,设计软件大都从国外引进,这也导致了国内设计举步维艰。中国空动研究与发展中心近几年来积极参与了有关企业的叶形设计,中心先后为沈阳风电设备发展有限责任公司和上海某研究设计院完成了3MW以下的叶形设计。积极参与国内叶片技术合作的还有中科宇能、保定华翼、沈阳工大风能所等。浙江联洋公司利用多年在国外工贸合作的优势,组织叶片整套技术设计在国内的转移,取得明显的效果。
模具制作方面。北京恒吉星复材技术开发中心积累多年环氧制模的成热经验,先后为中复连众承担了数十套1.5-3.5MW的环氧模具制作任务,并与连众科技人员积极进行交流合作,优势互补,使模具制造水平步入国内一流,其为国内三家大型风电企业和其他企业完成了80.多套环氧模制作任务。此外,在江苏昆山的外资企业红枫风电模具有限公司,面临叶片长度转换时机,积极做好技术准备,及时为风电企业开发了2MW以上的模具。
国内风电市场快速增长,单塔电能产能的要求越来越高,其走势将是两个方面:一是纵观全球叶片技术的发展趋势,并兼顾风机效能和降低成本两因素,机单功率愈大,每KW的发电成本就愈低。全球风电设备都在向兆瓦级大功率和长叶片方向开发,叶片长度的不断增加使得轻质、高强的碳纤维在风力发电上应用不断扩大,大丝束碳纤维价格的下降成为风机叶片的首选结构材料。据有关信息,为了增加叶片的刚度并防止叶尖预弯部碰到塔架,在长度大于50m的叶片将广泛使用碳纤维。二是风电发展由陆上扩展到海上,叶片的长度以陆上3-5MW为主扩展到海上5-101MW为主的趋势。海上风电发展将带来前所未有的环境风险和技术风险。据有关方面获悉,去年11月,由挪威石油公司和挪威政府共同投资开发的全球首座深海浮式海上风电设备。这座几乎集中了当今世界海上风电最尖端技术的浮式风力发电设备的建造,标志着先进的欧洲风电业将开进深海风电市场。还有一则消息是总部设在美国加利福尼亚州的Clipper WindpoWer,公司正在英格兰东北部建造一座大型工厂设施,并准备生产一台单塔发电量达10兆瓦的巨型风力发电机,用于近海风能发电设施的部署。
我国风电市场快速增长,给叶片企业带来巨大商机。国内叶片规模企业有外资的LM、中资有中复连众、中材科技、中航保定惠腾等,此外,主要整机企业自行生产叶片有东汽、株洲时代、中山明阳、金风科技、三一重工、国电联动、.重庆海装,另所金风科技已并购东部沿海两家叶片制造企业等,但机遇伴随着各种挑战。在国家能源政策的统领下,我们应该抓紧建立大叶片的产业创新联盟,集中优势,攻克尖端,抓紧建立高水平的上下游产业链,使我国大叶片制造技术融入全球经济一体化,立足国内市场,进取海外市场。
2010年我国风电装机容量将达4000万千瓦。据有关信息透露,2009年我国风电并网总量累计达到1613万千瓦,2010年预计达到2185万千瓦。装机容量与并网总量是两个概念,由于装机容量与并网总量的两组数字的差距,出现当前风电设备的“阶段性过剩”。据了解,目前正在安装或在风场、在生产现场的叶片达数千支。当前,要看到,整机企业为降本增效,已在对单一叶片制造业进行并购。此外,LM公司的叶片技术创新既是对全球风电市场鼓舞,也是对叶片制造业的二种“挑战”。当前据称有60多家叶片制造企业,面临整合的时机已经来到。