风电叶片制造工艺树脂灌注工艺

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1、风电系列报告之风电叶片研究报告新材料在线产业研究院2015年8月风电叶片概况01风电叶片简介风电叶片风力发电机转子叶片是风力发电机组的关键部件之一。在风力发电机兴起100多年的历史里，叶片材料经历了木制叶片、布蒙皮叶片、铝合金叶片等。随着联网型风力发电机的出现，风力发电进入高速发展时期，传统材料的叶片在日益大型化的风力发电机上使用时某些性能已达不到要求，于是具有高比强度的复合材料叶片发展起来。现在，几乎所有的商业级叶片均采用复合材料为主体制造，风电叶片已成为复合材料的重要应用领域之一。02风电叶片结构根部结构龙骨外壳03风电叶片材料基体材料作

2、用：粘结、支持、保护增强材料和传递应力•环氧树脂•聚酯树脂趋势：采用性能优异的环氧树脂代替不饱和聚酯树脂，•乙烯基树脂提高叶片的承载能力增强材料作用：承载载荷•玻璃纤维趋势：随着叶片长度的增加，•碳纤维强度和刚度等性能都将有更高要求。玻璃纤维性能出现瓶•天然纤维颈，碳纤维比重将提升。夹层材料作用：增加结构刚度，防止局部失稳，提高整个叶片的•PVC泡沫抗载荷能力，增大捕风面积•Balsa趋势：PET、PMI等材料胶黏剂作用：把叶片芯材与壳体，•环氧胶黏剂以及上、下半叶片壳体互相粘结，对强度韧性及工艺操•聚氨酯胶黏剂作性要求较高。04风电叶片设计

3、气动结构设计设计目标：年输出功率最大化最大功率限制输出振动最小化和避免出现共振材料消耗最小化叶片结构满足适当的强度要求和刚度要求保证叶片结构局部和整体稳定性05风电叶片制造工艺树脂灌注工艺预浸料工艺灌注工艺VS预浸料工艺•预浸料被认为是高成本工艺，因为其材料价格、模具成本、更高的工艺温度、操作环境的要求和低温存储条件。但预浸料带来的是可靠的工艺可重复性，高的自动化生产，优良的力学性能以及更适合制造碳纤维增强材料（灌注用于碳纤维材料更加困难）。选择工艺时应综合考虑。风电产业链06风电产业链零部件制造上游整机组装和中吊装游风电场运营下

4、游风电叶片市场07成本分析叶片约占风机总成本的20%左右，是风机配件中成本最高的部分风电机组成本构成叶片齿轮箱发电机轴承塔架机舱罩控制系统其他Source:新材料在线整理风电叶片成本结构材料约占叶片成本的75%。材料人工折旧费用风电叶片属于制造能源其他行业，在材料供应商与整机商之间议价能力不强Source:中材科技年报08全球风电市场现状与前景2014年度，全球风电市场迎来了快速增长，新增装机量首次突破50GW，同比增长44.1%。从2010年到2014年，累计装机量年复合增长率为16.9%。40060%图全球风电装机量40%3002

5、0%2000%100-20%0-40%20102011201220132014新增装机(GW)累计装机(GW)新增装机增长率Source：GWEC根据全球风能理事会预测，从2014年到2018年，全球风电市场累计装机量将以12.9%的年复合增长率增长。80060%图全球风电市场预测60040%40020%20000%20142015201620172018新增装机(GW)累计装机(GW)新增装机增长率Source：GWEC09中国风电市场概况2014年，中国风电产业发展势头良好，新增风电装机量刷新历史记录。据统计，全国（除台湾地区外）新

6、增安装风电机组同比增长44.2%；累计装机容量同比增长25.4%。图中国风电装机容量Source：CWEA到2014年底，我国风电装机累积已达到1亿千瓦。按每台风机2.5兆瓦测算，国内现有约3.6万多台风机，而按每台风机用复合材料（包括叶片、机仓罩等）总量28吨计算，共约用复合材料100多万吨。10风电叶片主要供应商全球三大风电叶片企业部分重点企业…….11风电叶片发展趋势我国1.5MW和2MW机组占据市场主体位置。相应的，1.5MW和2MW的风电叶片也是市场主流。20142014新增装机累计装机1.5MW2MW2MW-3MW1.5M

7、W2MW2MW-3MW3MW以上1.5MW-2MW3MW以上1.5MW-2MW1.5MW以下1.5MW机组最早装机出现在2004年，发展呈波动趋势。2MW机组最早装机出现在2006年，之后装机容量一路攀升，并持续保持上升态势。图1.5MW和2MW机组装机容量Source：CWEA中国风电叶片产业12中国风电叶片产业中国风电叶片行业经过近三十年的发展，逐步形成了完整的产业链。2000年以前外国企业垄断了技术和原材料风电市场繁荣，政府大力支持，2000年以后技术取得突破，打破垄断2005年以后风电市场爆发式增长，产能过剩受宏观经济影响

8、，产业进入寒冬2010年以后过渡到适当的宏观调控和有序的当前阶段发展状态中国风电叶片产业的SWOT分析•国家重视与政策扶•关键材料核心竞争力持不足•制造业具有一定