4月底,中材科技披露的財(cái)報(bào)顯示,今年1~3月實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入9.75億元,同比增長(zhǎng)73.20%,其中凈利潤(rùn)2763.94萬元,較上年同期虧損1371萬元大幅扭虧。這主要是由于風(fēng)電葉片銷量增長(zhǎng),收入擴(kuò)大,預(yù)計(jì)1~6月凈利潤(rùn)為1.43億元至1.61億元,將同比增長(zhǎng)300%至350%。
有數(shù)據(jù)表明,我國(guó)風(fēng)電葉片市場(chǎng)需求正逐漸旺盛。
風(fēng)電葉片材料技術(shù)趨于多樣化
“在我國(guó)風(fēng)電起步時(shí),歐洲有兩家設(shè)計(jì)公司進(jìn)入我國(guó)風(fēng)電設(shè)計(jì)市場(chǎng),根據(jù)國(guó)內(nèi)陸上風(fēng)場(chǎng)的現(xiàn)狀,超長(zhǎng)預(yù)彎形葉片成為發(fā)展主流。之后,沈陽大學(xué)風(fēng)機(jī)所、解放軍空氣動(dòng)力中心、中科宇能等積極參與了葉片設(shè)計(jì)市場(chǎng)。在高性能玻璃纖維開發(fā)中,OCV公司為我國(guó)風(fēng)電葉片不僅提供了高強(qiáng)高模量玻璃纖維,而且在一體化材料設(shè)計(jì)服務(wù)中,引領(lǐng)了我國(guó)葉片市場(chǎng)。”中國(guó)不飽和聚酯樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)趙鴻漢說,國(guó)內(nèi)三大玻纖———重慶國(guó)際、山東泰山、巨石玻纖等也研發(fā)了高性能玻纖,常州宏發(fā)縱橫還在碳纖維預(yù)浸料方面投入研發(fā),以適應(yīng)葉片市場(chǎng)的創(chuàng)新需求。
我國(guó)風(fēng)電行業(yè)起步于上世紀(jì)80年代,葉片的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)從無到有、由引進(jìn)到自主研發(fā)的過程,葉片材料技術(shù)從單一趨向多樣化、復(fù)雜化。近些年來,大型風(fēng)機(jī)的葉片基本上由各種復(fù)合材料制成。
在中國(guó)風(fēng)電材料設(shè)備網(wǎng)創(chuàng)始人兼CEO趙元新看來,我國(guó)風(fēng)電行業(yè)已初步形成設(shè)計(jì)、制造、選材、裝備、標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)、認(rèn)證等一體化,在開發(fā)大型海上風(fēng)電葉片和陸上低風(fēng)速高強(qiáng)度預(yù)彎型大型葉片方面取得了較大進(jìn)展和技術(shù)突破。
據(jù)了解,到2014年底,我國(guó)累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)量已近1億千瓦,按每臺(tái)風(fēng)機(jī)2.5兆瓦測(cè)算,國(guó)內(nèi)現(xiàn)有約3.6萬多臺(tái)風(fēng)機(jī),而按每臺(tái)風(fēng)機(jī)用復(fù)合材料(包括葉片、機(jī)倉罩等)總量28噸計(jì)算,共約用復(fù)合材料100多萬噸。其中,環(huán)氧樹脂和不飽和樹脂約為50萬噸,高性能玻璃纖維和E玻璃纖維約為60萬噸,還有大量的結(jié)構(gòu)泡沫材料。
目前,國(guó)內(nèi)12家風(fēng)電整機(jī)制造企業(yè)中,有5家自產(chǎn)葉片,獨(dú)立葉片制造企業(yè)達(dá)到21家。
不過,我國(guó)風(fēng)電葉片材料技術(shù)的發(fā)展正遭遇新問題。“為了我國(guó)陸上風(fēng)電市場(chǎng)和海上風(fēng)電市場(chǎng)的開發(fā),高性能纖維和高性能合成樹脂面臨新的挑戰(zhàn),碳纖維、高性能合成纖維、高性能玻璃纖維和合成樹脂繼續(xù)面臨持續(xù)創(chuàng)新。”趙鴻漢說,兆瓦級(jí)復(fù)合材料葉片行業(yè)是一個(gè)極富挑戰(zhàn)的技術(shù)型產(chǎn)業(yè),大型化、高性能化、輕量化兆瓦級(jí)葉片,將集中各種高性能材料的比試和比拼,從而達(dá)到更完美的材料、結(jié)構(gòu)、工藝的組合。
葉片設(shè)計(jì)水平仍有待突破
我國(guó)風(fēng)電葉片產(chǎn)業(yè)鏈初具規(guī)模,技術(shù)發(fā)展日新月異,但在一些業(yè)內(nèi)人士看來,仍有一些方面需要提高,尤其是葉片設(shè)計(jì)有待突破。“當(dāng)前,無論是在風(fēng)電行業(yè),還是在全國(guó)所有的纖維復(fù)合材料領(lǐng)域,應(yīng)該說國(guó)內(nèi)外材料已面面俱到,但葉片設(shè)計(jì)依然是軟肋。”趙鴻漢說。
葉片作為風(fēng)電機(jī)組中的關(guān)鍵設(shè)備之一,我國(guó)通過技術(shù)引進(jìn),在消化吸收的基礎(chǔ)上,逐步掌握了葉片設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)維等技術(shù),以及葉片材料的研制和開發(fā),葉片檢測(cè)和認(rèn)證體系也已初步形成,但與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)相比,我國(guó)的葉片制造企業(yè)還存在不足之處。中國(guó)復(fù)合材料集團(tuán)有限公司原總工程師、教授級(jí)高工張曉明認(rèn)為,在風(fēng)電葉片的型號(hào)開發(fā)過程中,我國(guó)絕大部分風(fēng)電葉片的設(shè)計(jì)仍然沿用聯(lián)合設(shè)計(jì)模式,對(duì)設(shè)計(jì)的核心技術(shù)尚未全部掌握。雖然我國(guó)制造的風(fēng)電葉片技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到或接近國(guó)際同類型號(hào)的水平,但距離最優(yōu)設(shè)計(jì)和最佳制造技術(shù)還有差距。
對(duì)風(fēng)電葉片而言,設(shè)計(jì)涉及很多方面的因素,需要通盤考慮,相當(dāng)復(fù)雜。在東方汽輪機(jī)有限公司高級(jí)工程師趙萍等專家眼里,設(shè)計(jì)的葉片越長(zhǎng),所用材料增加,成本可能會(huì)增加,但葉片長(zhǎng)度并非越長(zhǎng)越好。因此,葉片設(shè)計(jì)除了考慮氣動(dòng)效率、能量轉(zhuǎn)換效率,還必須考慮到海拔高度,以及當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)資源,比如風(fēng)速分布等,必須進(jìn)行完整的方案比較論證,才能確定葉片的最佳長(zhǎng)度。
葉片設(shè)計(jì)水平的高低,某種程度上決定著我國(guó)葉片走出去的深度和廣度。“我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)要與國(guó)際先進(jìn)水平接軌,持續(xù)創(chuàng)新和走向海外,應(yīng)加強(qiáng)葉片關(guān)鍵技術(shù)研究,提高大型風(fēng)電葉片氣動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力,提高風(fēng)電葉片的大型化、輕量化和智能化的制造技術(shù)以及風(fēng)電運(yùn)維技術(shù)。”趙元新說。
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