當(dāng)前位置: 首頁 > 風(fēng)電 > 風(fēng)機整機

風(fēng)電葉片越來越長 復(fù)合材料功不可沒

中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報 發(fā)布時間:2020-08-20 16:15:23

  近年來,隨著風(fēng)力發(fā)電機功率的快速提升,風(fēng)電葉片正朝著大型化、輕量化、智能化方面發(fā)展,這對葉片材料的強度和剛度等性能提出新的要求。那么,如何優(yōu)化復(fù)合材料生產(chǎn)工藝,提升材料性能,確保風(fēng)電葉片穩(wěn)定可靠?

  在近日舉行的第六屆中國國際風(fēng)電復(fù)合材料高峰論壇上,國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司董事長褚景春說:“復(fù)合材料創(chuàng)新應(yīng)用是推動風(fēng)電行業(yè)發(fā)展的一支重要力量,也是實現(xiàn)風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新的一個重要引擎。我們要創(chuàng)新前沿技術(shù),研制全新的高強度、輕量化碳纖維復(fù)合材料,保障風(fēng)電行業(yè)低成本高質(zhì)量發(fā)展。”

  復(fù)合材料作用重要

  近年來,風(fēng)電葉片實現(xiàn)快速發(fā)展,葉片長度從2015年的40-50米增長至如今的80-90米甚至100米以上。在葉片制造技術(shù)不斷地升級過程中,復(fù)合材料是風(fēng)電葉片的核心材料,起到至關(guān)重要的作用,決定著葉片的成本、性能、價格。

  “風(fēng)電復(fù)合材料是風(fēng)電葉片所必需的材料,特別是對葉片的性能、強度有著重大影響。”中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會高級顧問杜廣平說,當(dāng)前,風(fēng)電行業(yè)已經(jīng)進入到平價上網(wǎng)時代,大容量風(fēng)電機組將成為主導(dǎo)產(chǎn)品,而復(fù)合材料質(zhì)量和性能直接關(guān)系到風(fēng)電機組的質(zhì)量和成本。

  褚景春說:“無論是陸上風(fēng)電還是海上風(fēng)電,風(fēng)電機組逐漸走向大型化,這就需要大葉片支撐。當(dāng)葉片達到一定長度后,復(fù)合材料創(chuàng)新應(yīng)用起到很重要的作用。一方面,可以使得葉片更長、更輕、性能更優(yōu);另一方面,也能改善風(fēng)電機組氣動荷載,提高發(fā)電量,降低度電成本。”

  “葉片設(shè)計、制造及運行狀態(tài)的好壞直接影響到風(fēng)電整機的性能和發(fā)電效率。”浙江恒石纖維基業(yè)有限公司產(chǎn)品研發(fā)部經(jīng)理夏曉林表示,使用新型復(fù)合材料,可以提升風(fēng)電葉片力學(xué)性能、疲勞性能,縮短葉片生產(chǎn)周期,降低葉片生產(chǎn)成本。“比如,葉片使用聚氨酯材料,其力學(xué)性能提升幅度在15%-20%。同時,葉片主梁成本可以降低5%-10%”。

  亟待降本增效

  隨著葉片行業(yè)的快速發(fā)展,葉片材料相關(guān)領(lǐng)域取得較大突破,但仍存在性能、成本等方面的瓶頸。

  杜廣平認(rèn)為,葉片長度、重量、載荷、發(fā)電量、成本等多個條件制約了高性能、大容量、超長、輕量化風(fēng)機葉片的發(fā)展,而這些制約因素說到底是風(fēng)電葉片復(fù)合材料創(chuàng)新應(yīng)用。一方面國產(chǎn)風(fēng)電葉片復(fù)合材料相關(guān)性能有待提高,另一方面復(fù)合材料的成本有待降低。

  目前,葉片成本約占風(fēng)機價格總成本的20%左右,葉片材料占葉片成本80%,甚至85%以上。

  夏曉林說,當(dāng)前,市場主流高性能材料主要有兩大類:一類是玻璃纖維的材料,一類是碳纖維材料。而這兩種高性能復(fù)合材料的價格相對較高。“因此,開發(fā)一種性能介于玻璃纖維和碳纖維之間,使用性價比高、優(yōu)質(zhì)、能批量使用的新材料是葉片復(fù)合材料發(fā)展的趨勢”。

  “對國內(nèi)大部分廠家而言,碳纖維是昂貴的材料。在葉片中注入碳纖維成本高,工藝難度較大。同時,就目前而言,生產(chǎn)碳纖維葉片尚存在一定難度。”上海艾郎風(fēng)電科技發(fā)展集團有限公司技術(shù)中心技術(shù)總監(jiān)助理劉華偉說。

  此外,不容忽視的是,目前復(fù)合材料商存在對復(fù)合材料工藝重視不足和研究不足。與國外先進復(fù)合材料商相比,國產(chǎn)復(fù)合材料商創(chuàng)新能力不強,對材料的特性、工藝、制作規(guī)程等方面缺乏相關(guān)研究。

  技術(shù)創(chuàng)新突破瓶頸

  針對國產(chǎn)風(fēng)電復(fù)合材料存在的諸多問題,如何提升其性能、穩(wěn)定性,降低成本?

  “應(yīng)考慮如何擴大國產(chǎn)碳纖維材料在風(fēng)電葉片上的應(yīng)用。”中國復(fù)合材料學(xué)會秘書長張博明說,近年來,碳纖維在業(yè)態(tài)上應(yīng)用處于蓬勃發(fā)展的爆發(fā)式增長趨勢,但碳纖維材料應(yīng)用以國外產(chǎn)品為主,國產(chǎn)碳纖維材料應(yīng)用亟待擴張和破局。碳纖維制造企業(yè)需要盡快發(fā)展具有成本競爭力的碳纖維生產(chǎn)技術(shù)。同時,葉片廠商、整機廠商要與國產(chǎn)碳纖維制造企業(yè)合作,用國產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品替代國外產(chǎn)品,這對行業(yè)持續(xù)發(fā)展非常關(guān)鍵。

  張博明還認(rèn)為,復(fù)合材料行業(yè)在風(fēng)電上應(yīng)用的重要趨勢是自動化制造技術(shù)的應(yīng)用。復(fù)合材料自動化制造技術(shù)的推廣和應(yīng)用,可以降低制造成本、縮短生產(chǎn)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量。此外,應(yīng)用的工藝還有很多,比如自動鋪放、后處理、自動打磨等技術(shù)。

  夏曉林表示,為適應(yīng)葉片大型化發(fā)展趨勢和成本逐年下降的行業(yè)挑戰(zhàn),需要行業(yè)企業(yè)從材料迭代、工藝改進的角度探索研究復(fù)合材料,提升材料的性能、降低生產(chǎn)成本。比如,進一步提升聚氨酯的力學(xué)性能、疲勞性能。

  褚景春提出,行業(yè)要不斷推動復(fù)合材料技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān),加大高性能材料在風(fēng)電領(lǐng)域的創(chuàng)新和應(yīng)用,推進碳纖維復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用,確保葉片的穩(wěn)定性。

評論

用戶名:   匿名發(fā)表  
密碼:  
驗證碼:
最新評論0

相關(guān)閱讀

國內(nèi)最大風(fēng)電供暖示范項目完成全部基礎(chǔ)澆筑

8月15日,由中國能建葛洲壩電力承建的靈丘縣40萬千瓦風(fēng)電供暖示范項目36臺風(fēng)機基礎(chǔ)澆筑全部完成,標(biāo)志著該項目主體結(jié)構(gòu)工程由土建轉(zhuǎn)向安裝,為實現(xiàn)年內(nèi)投產(chǎn)發(fā)電奠定堅實基礎(chǔ)。
項目進展2020-08-20

荷蘭敲定“超級混合”海上風(fēng)電項目

日前,荷蘭政府經(jīng)濟事務(wù)與氣候政策部宣布,由殼牌和荷蘭電力企業(yè)Eneco組成的聯(lián)合體CrossWind贏得了荷蘭最新的Hollandse Kust Noord海上風(fēng)電項目的開發(fā)權(quán)。該項目由于計劃結(jié)合浮式光伏、風(fēng)電制氫等多種低碳新興技術(shù),被業(yè)界稱為“超級混合體”。
國際新聞2020-08-20

華能海興風(fēng)電場二期工程并網(wǎng)發(fā)電

8月15日,由電建核電公司承建的華能海興風(fēng)電二期項目最后兩臺風(fēng)機順利并網(wǎng),標(biāo)志著該項目實現(xiàn)全容量并網(wǎng)發(fā)電。

綠色能源風(fēng)電技術(shù)促中國歷史小城巨變 未來大有可為

被聯(lián)合國命名為千年古縣的湯陰,如今已成為中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個縮影,綠色能源技術(shù)給這座歷史小城帶來了巨變。

我們離臺風(fēng)發(fā)電還有多遠?

距離今年第4號臺風(fēng)“黑格比”在我國登陸還不到一周,第5號臺風(fēng)“薔薇”又生成了。

山西晉城澤州風(fēng)電項目基礎(chǔ)施工全部完成

8月14日,中國能建山西電建承建的山西華電晉城澤州山河鎮(zhèn)二期99.8兆瓦風(fēng)電項目40臺風(fēng)機基礎(chǔ)全部澆筑完成,開始進入風(fēng)機安裝階段。
江蘇射陽海上風(fēng)電項目降壓變和電抗器安裝就位

江蘇射陽海上風(fēng)電項目降壓變和電抗器安裝就位

近日,中國能建江蘇電建三公司承建的射陽海上南區(qū)H2#30萬千瓦風(fēng)電項目陸上集控中心土建及設(shè)備安裝工程,完成了1號、2號降壓變和1號、2號高壓電抗器就位安裝。
項目進展2020-08-19
國內(nèi)單體容量最大的海上風(fēng)電項目全面推進

國內(nèi)單體容量最大的海上風(fēng)電項目全面推進

8月13日,由中國電建華東院·上海電氣·中天科技聯(lián)合體總承包的國電投江蘇如東800MW海上風(fēng)電項目(H4#、H7#)第4號樁暨H7首根樁沉樁儀式在項目營地和海上作業(yè)平臺同步舉行。
華銳風(fēng)電:夯實核心競爭力,助推能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型

華銳風(fēng)電:夯實核心競爭力,助推能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型

當(dāng)前,風(fēng)力發(fā)電是可再生能源領(lǐng)域中最成熟、最具規(guī)模開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一,且可利用的風(fēng)能在全球范圍內(nèi)分布廣泛、儲量巨大。
市場脈搏2020-08-19

陜西劉千河風(fēng)電場110千伏送出工程投運

8月13日15時25分,由中國能建陜西院以EC模式承建的陜西榆林榆陽區(qū)金天地劉千河一期風(fēng)電場110千伏送出工程一次帶電成功,投入運行。