风电叶片迎来“大”时代

风电叶片迎来“大”时代

　　天顺风能新技术,工业风能技术,发展风能技术障碍百科108米、111米、115米，截至今年7月底，我国风机叶片最长纪录已多次刷新，过去的1个月，明阳智能601615)、运达股份300772)、三一重能等整机制造商陆续发布了最新的叶片款型，生产下线的陆上风电叶片尺寸已普遍接近100米，而已下线的海上风电叶片规格最长已超过110米。

　　“几年前，国内叶片长度基本是以10米左右的速度逐年增长，现在每年规划的叶片增长速度已经可以达到15米—20米。”金风科技002202)研发中心叶片专家闻笔荣告诉记者。随着我国风电装机高速增长，风电叶片的长度也正快速迭代，“大”叶片时代已经到来。

　　上半年，我国陆上风电叶片长度不断刷新。5月，三一重能在湖南韶山正式下线型风电叶片，该叶片长达99米，刷新当时已下线的最长陆上风电叶片纪录。6月，运达股份宣布其YD97B叶片在邯郸基地正式下线米，刷新当时陆上最长玻纤风电叶片纪录。

　　海上风机市场更加热闹。6月，明阳智能宣布下线米抗台风型海上叶片，创下亚洲最长抗台风型叶片纪录；同月，东方风电宣布B1085A型海上风电叶片下线米，是针对海上中低风速区域研制的风电叶片；7月，上海电气601727)风电宣布S112超长海上风电叶片顺利下线米，再度刷新了国内最长的海上风电叶片纪录。

　　据中国可再生能源学会风能专业委员会《中国风电产业地图2021》中发布的最新数据，近两年来我国风电机组的风轮直径增大趋势明显，2021年平均风轮直径增长到151米，较2020年增长了15米，2021年大于150米的风轮直径风机占比显著增长，150米及以上风轮直径占比从2020年的12%快速增长到了66.1%。截至2021年底，海上风电机组风轮直径最大可达186米，陆上风电机组风轮直径最大为175米。

　　从各大整机商发布的研发计划来看，未来叶片将变得更长更大。明阳智能已经宣布开发MySE 16.0-242海上机型，单机功率可达16兆瓦，叶片长度预计为118米。中国海装也宣布开发16兆瓦海上风电机组，预计叶片长度可能超过125米。

　　风电叶片的推陈出新为何“提速”？在业内看来，技术的逐步成熟和高速发展的风电市场是催生叶片创新的主要动力。

　　“时至目前，国内叶片生产商已经有了至少20年的经验积累，不论是大型化叶片的设计还是新材料体系的应用，都已经积累了一定的技术能力。从技术驱动的角度来说，国内企业早已有动力和能力将叶片做到百米级别。”闻笔荣表示。

　　与此同时，风电平价时代带来的降本压力，成为叶片大型化的源动力。明阳智能业务副总裁兼叶片产业公司董事长李军向告诉记者：“一般来说，同等风速情况下，叶片越长，扫风面积更大，发电量也相应增大。近年来，风电大规模开发，风电场选址逐渐转向低风速资源风区，大叶片的应用可有效降低对最低风速的要求，提升发电量。”

　　光大证券的分析师指出，随着风电进入平价时代，招标价格持续下降，全产业链降本需求迫切，风电机组大型化是实现降本的有效路径之一，叶片大型化是提升单机容量的关键。

　　闻笔荣表示，目前风电市场对价格相对比较敏感，市场竞争激烈，面临着较大的成本压力，叶片的大型化不仅有助于提高风机发电效率功率，更能降低风电场的机位数，进而降低风电场的造价，缓解开发风场的成本压力。

　　业界普遍认为，“双碳”目标下，我国风电行业已然迎来高速成长期，对于风电叶片来说，市场空间已经打开。据国家能源局统计，2017年-2021 年间，我国风电装机规模持续上行，新增风电装机规模逐年提高，今年上半年，我国新增风电装机容量1294万千瓦，同比增加210万千瓦。

　　叶片尺寸快速增加的背后，不仅是技术的革新，也意味着对风电行业各环节的挑战。

　　“随着叶片大型化发展，厂房规划也需要随之变更，并不是换套模具就能完成。如明阳叶片从86.5米升级到 111.5米，模具的占地面积更大，原有的厂房容纳不下同样数量的模具，转运及堆场所需要的空间也相应变大，这就意味着需要重新做厂房布局。与此同时，叶片制造难度也会增加，由于大叶片的体积和重量更大，需要铺设的材料更多，所需要的时间更长，像铺层、灌注、合模等工序就非常耗费人力和时间。”李军向表示。

　　“举个例子，叶片从60米到100米，长度增加了66%，重量增加了300%，生产一支叶片的人工增加。5毫米制造公差在百米叶片上实现起来非常有难度，对制造环节提出了更苛刻的要求。”闻笔荣进一步指出，“100米以上的叶片重量可达60吨以上，挑战风电运输设备尤其是风场最后一公里运输。”

　　李军向指出，传统叶片依赖手工作业的模式会被自动化、智能化生产逐步替代，诸如激光定位、自动化铺层、机器打磨、工厂数字化管理等方式正被引入叶片生产流程，以提高生产效率和生产质量。

　　除此以外，对于叶片生产来说，新材料的应用也已成为共识。大型化风机对于叶片提出了更高的要求，业界普遍认为，传统的玻璃纤维复合材料已难以满足其需求。从目前的情况来看，碳纤维等新兴材料已经获得了高度关注。但面对快速迭代的叶片技术，多位专家也提醒称，大叶片对铺层结构更加敏感，对容差和缺陷的包容性更低，这就要求大叶片的质量更加稳定可靠，在前期测试到小批量生产的过程中要加强试验。