風電葉片制造工藝現狀 zund G3 2XL-1600-Pressure-sensitive foil台中切割加工－謝薇美焦點新聞熱搜

目前國外風機葉片大量采用復合材料制造，并向大型化、低成本、高性能、輕量化、多翼型和柔性化方向發展。而國內的風機葉片起步晚，離高性能葉片的要求有一定的距離。目前國外大的風力機葉片廠家已積極搶灘，如LM、Vestas、Gamesa以及Suzlon等均已入駐天津，就地生產葉片，占據了很大的市場份額。國內的主要廠家如中復連眾、保定惠騰等均有引進技術。對可再生清潔能源的支持，加快了風力發電的發展速度，也為我國的大型復合材料葉片開發提供了一個不可多得的發展機遇。面臨著巨大的市場需求和強勁的國際競爭，我國大型復合材料葉片有著巨大的發展機遇與挑戰。
　　風電葉片制造工藝發展現狀
　　傳統復合材料風力發電機葉片多采用手糊工藝制造。手糊工藝的主要特點在于以手工勞動為主，簡便易行、成本低，但效率亦低、質量不穩定且工作環境差，多用于中小型葉片的成形。因此手糊工藝生產風機葉片的主要缺點是產品質量對工人的操作熟練程度及環境條件依賴性較大，生產效率低，而且產品質量均勻性波動較大，產品的動靜平衡保證性差，廢品較高。特別是對高性能的復雜氣動外型和夾芯結構葉片，還往往需要黏接第二次加工，黏接工藝需要黏接平臺或型架以確保黏接面的貼合，生產工藝更加復雜和困難。
　　葉片新發展的成型方法是RTM，即樹脂轉移模塑成型法。將纖維預成型體置于模腔中，然后注入樹脂，加溫加壓成形。RTM是目前上公認的低成本制造方法，發展迅速，應用廣泛。應該指出的是RTM是該法的一個總稱，其中可有多種分支。生產大型葉片多用的是VARTM和SCRIMP法。VARTM即真空輔助RTM一邊抽真空一邊注入樹脂，此時只用單面模具，另一面用真空袋。SCRIMP即西曼復合材料熔塑成形法，為美國人西曼所發明，僅需單面模具且要求簡單，另一面亦為真空袋，適用于制造大型復雜制件。TPI Composites公司已用該法制造了30m長的葉片。Vestas公司和Gamesa公司都采用了預充填的方法，該方法將預充填層切裁成合適的尺寸并放進上、下模段中，一個空心的翼梁也被分層覆蓋在一個芯軸柄上。塑料薄膜被鋪在三個模型之上，并利用真空法將多層纖維壓縮在一起并擠走任何隱蔽的氣泡。在真空狀態時將模型加熱到120 ℃，環氧樹脂聚合物將變成黏度非常低的材料，空氣釋放有助于預充填層固緊在一塊，幾分鐘后，升溫使環氧樹脂聚合物固化，固化之后，將塑料薄膜移走，將葉片部件黏合成一體。
　　隨著葉片技術的發展，熱塑材料得到了應用。LM Glasfibre公司用玻璃鋼、碳纖維和熱塑材料的混合紗絲制造葉片。這種紗絲鋪進模具，加熱到一定溫度后，塑料會融化，并將紗絲轉換成合成材料，這可能使葉片的生產時間縮短50%。
　　我國風電葉片市場格局
　　1、國內企業
　　2008年5月，國內從事風電葉片的廠家數目僅為30個，而僅僅兩年后，這一數字迅速上漲了3倍，達120余家。其中形成批量生產能力的企業有十幾家，外資企業主要以維斯塔斯、GE、艾爾姆（LM）、哥美颯（GAMESA）為代表，國內企業以中航惠騰、中復連眾、中材科技為代表。國內企業的市場份額占到70％，這其中，大部分都是三家巨頭的份額。”
　　據了解，企業數量迅速擴張的背后，是葉片的供不應求和高利潤率。目前風電葉片行業的平均利潤率超過10％，但葉片仍處于供不應求的狀態。
　　這種態勢下，越來越多的企業蜂擁進入葉片制造業，整個行業的利潤率正在逐漸攤薄。在行業看低的形勢下，也成為葉片寡頭們并購擴張和延長產業鏈的大好時機。
　　2 、國外企業
　　上多數主要大型風力發電機組制造商都自己生產葉片。在獨立大型葉片制造企業中，丹麥LM Glasfiber A/S是一個上領頭的風力機葉片制造商，并且是唯一以基礎運營的供應商。LM公司活躍在所有主要的風能市場上，在8個建有生產廠，具有在亞洲(印度有兩個廠，有兩個廠)、北美洲和歐洲可擴展的生產能力。LM公司在烏魯木齊、天津和秦皇島建立了艾爾姆玻璃纖維制造品有限公司，目前運行的風力機，每3臺風力機就有一臺配裝該公司的葉片。
　　Vestas集團，包括以前的NEG Micon是上大的風輪機制造商，其產品在6大洲的40多個運行，在他們制造的44m長、V－90型3.0MW風電機中的葉片的梁采用了碳纖維。長期以來，Vestas一直積極參與黑龍江省的風電開發。截至2009年12月底，維斯塔斯已在安裝超過2000MW 的風機，成為風電市場重要的成員之一。西班牙Gamesa在他們旋轉直徑為87m(G87)和90m(G90)2MW的風機的葉片中采用了碳纖維/環氧樹脂預浸料，G90葉片長44m，質量約7t。
　　3、風電葉片生產企業發展的方向
　　搶占海上風電葉片市場
　　在未來2-3年，國內海上風電裝機對葉片的需求不會如陸地風電大，但其對葉片質量的要求將確立符合資質企業的市場品牌地位。能供貨海上風電就意味著葉片企業的綜合實力是行業內頂級的。目前中復連眾給東海大橋風電場供貨，中材科技尚在研發。2010年下半年江蘇風電場的招標結果公布會讓市場看到國內葉片企業在海上風電市場的新競爭態勢。
　　大型化區域化及智能化
　　隨著風電機組單機容量的不斷擴大，葉片的長度也從20米左右發展到60米以上，目前國際上正在研制的大容量的風電機組是10MW，其葉片長度達到了75米以上。各國存在不同的地域和氣候特征，也給葉片的設計帶來不同的要求。如我國三北地區的低溫、高風沙，沿海地區的高溫濕、多臺風，風場低風速現象。這種區域化的特征要求開展抗臺風葉片、低風速葉片、仿生葉片和低噪音葉片等一系列區域化技術的研究，下一階段我國風電科研重點將是基于風資源特點的產品設計和技術研發。此外，智能化也是風電技術開發未來的趨勢。風機葉片尺寸和重量的不斷增長使風機的控制越來越困難，因此智能葉片技術也是新一代風電技術研究的重要方向之一。
　　風電葉片發展存在的問題
　　近年來，隨著尺寸的不斷增加，風機葉片在生產和制造過程中產生了一些在以往的中小型葉片生產中未曾碰到過的新問題。
　　葉片存在固化問題。在葉片的生產過程中，由于模具尺寸巨大，一般無法采用烘箱等傳統的外部加熱方式對其進行升溫固化，只能在室溫下進行，致使葉片固化周期較長，難以進行較連續化的生產。同時，利用光照進行固化處理的生產方式，受氣候因素制約嚴重，一般只能選擇在光照較充足的地方建立葉片生產基地。
　　葉片的運輸問題。1.5MW風電葉片長度可達34～40m，質量達5.8t，經長途運輸到風力發電場，運輸困難，一般都由專業大件運輸公司承擔運輸任務，費用高昂，運輸費可達3萬元/片。有些地區甚至根本無法送達，長途運輸問題甚至已成為制約風電發展的瓶頸之一。
　　62米長風機葉片的運輸
　　戈德霍費爾（Goldhofer）SPZ-P 3AAA是專為運載風機葉片而設計的，能夠運輸長度范圍在20米至62米的風機葉片。

　　戈德霍費爾（Goldhofer）SPZ-P 3AAA拖車
　　SPZ-P 3AAA寬大的可延伸平頂具有13噸的承載能力，與車頭的距離為10米，該位置恰是車架前橫梁支撐風機葉片處。風機葉片延伸至其后十米時，就可移動拖車尾端的后橫梁。
　　據戈德霍費爾（Goldhofer）公司稱，該設計提高了拖車的機動性，使拖車的長度減少至52米。
　　該拖車擁有三排擺動軸，可提供60°的轉向角，與此同時，其液壓懸架具有60厘米的軸沖程，這也就意味著在非公路運輸中，風機葉片不會受到任何壓力的沖擊。
　　
       三排擺動軸
　　該拖車的毛重為62噸，有效載荷為38.3噸，負載時甲板高度為1米。采用此拖車運輸風機葉片完全符合維斯塔斯的運輸要求。
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