复合材料风力发电叶片制造技术及应用现状

复合材料风力发电叶片制造技术及应用现状内容摘要：

行。 如丹麦新建的几个风电场 ,单机容量都在 2 MW以上 ； 摩洛哥在北方托莱斯建造的风电场 ,采用的风电机组功率达到 2. 1MW。 据报道 ,德国 REpower公司 5MW的机组是目前世界上单机容量最大的风力发电机 ,其叶轮直径为126 米 ,面积相当于 2个足球场。 发电机塔身和发电机总重量为 1100吨 ,发电机由 3片叶片推动 ,每片长 ,叶片最高点离地面 183米。 该风电场生产出来的电量之大 ,相当于常规电厂 ,而且可以在几个月的时间内建成。 随着海上风电场的建设，需要单机容量更大的机组。 预计 2020年将开发出单机容量 10MW的风电机组。 由于更多国家致力于风能的开发利用，预计这种世界范围的快速增长将持续下去。 除了风电大国丹麦、德国、西班牙和美国外，很多其它国家包括英国、法国、巴西和中国也制定了雄心勃勃的计划。 主要风电设备供应商 根据有关公司年销售额的业绩 ， 风电机组主要制造商依然集中在欧美国家。 亚洲的代表为印度SUZLON 能量公司及日本三菱重工 （ MHI）。 表 2020年全球前 10 位风电机组供应商及其所占市场份额统计 [8] 序号 供应商 国家 市场份额 % 1 Vestas 丹麦 2 GE WIND 美国 3 Enercon 德国 4 Gamesa 西班牙 5 N E G Micon 丹麦 6 Bonus 丹麦 7 R Epower 德国 8 MADE 西班牙 9 Nordex 德国 10 MHI 日本 陕西理工学院毕业设计 第 5 页 共 34 页 表 2020 年全球前 10 位风电机组供应商及其所占市场份额统计 [8] 序号 供应商 国家 市场份额 % 1 Vestas 丹麦 2 Gamesa 西班牙 17（ ） 3 Enercon 德国 4 GE WIND 美国 5 SIEMENS 德国 6 SUZLON 印度 7 R Epower 德国 8 MHI 日本 9 Ecoteia 西班牙 10 Nordex 德国 表 2020年及 2020年世界前 10位风电设备供应商及其所占市场份额。 从表 ， 全球当之无愧的风电领头羊丹麦 Vestas 风能系统公司在 2020 年成功并购 NEG Micon后仍 保持了较高的增长率 ， 其市场份额扩大为 %； 市场份额增长最快的是西班牙 Gamesa公司 ， 从 2020 年的第 4位跃升至 2020 年的第 2位 ,市场份额达到 17 % （ 另一统计为 %） ； GE风能则因美国国内市场的疲软而退居第 4； SIEMENS在收购丹麦 Bonus公司后一直未有大的动作。 在 2020年前 10位中最值得一提的是印度 SUZLON公司 ， 跃居第 6位 ， 向世界充分显示了它的强劲发展势头。 2020年丹麦在 Horns Rev海域建成了世界上最大的海上风电场 ， 拥有 80台 2 MW机组 ， 装机容量160MW， 标志着大规模的商业化海上风电场“起飞”。 2020年又建成更大的近海风电场 ， 拥有 72台 MW机组 ， 装机容量。 目前 ,世界近海风电总装机容量为 530MW。 德国在北海建设近海风电场 ， 总功率在 1GW ,单机功率为 5MW， 可为 6000户家庭提供用电 ,已于2020年投产。 我国风电发展策略是先陆上 ， 后海上。 随着风电技术成熟 ， 成本下降后 ， 我国也将大规模开发海上风电。 展望及预测 国际能源署 （ IEA） 在《世界能源展望 2020》 （ World Energy Outlook 2020） 中的预测 ， 按照“参考情景 （ reference scenario） ”预计 ， 全世界风电装机远景展望如下 : 2020年 : 55 GW； 2020年 : 112GW； 2030年 :195GW。 2020年时风力发电量将占世界总发电量的 10%。 欧洲风能协会和绿色和平组织签署了《风力 12——— 关于 2020 年风电达到世界电力总量的 12 %的蓝图》的报告 ， 期望并预测 2020 年全球的风力发电装机将达到 GW（ 是 2020 年世界风电装机容量的 ， 年安装量达到 150 GW， 风力发电量将占全球发电总量的 12 %。 中国的风电装机容量预计到 2020年达到 20 GW,按发电量计 ， 届时风电将占中国总发电量的 1%。 中国风电产 业现状 中国风电现状 在国家科技部等有关部门的主持下 ,通过“六五”、“七五”、“八五”、“九五”的科技攻关 ,在原国家计委“乘风计划”和原国家经贸委“国债风电”项目的带动下 ,我国在大型风力发电机组及其部件的设计制造方面取得很大的进展。 形成了以风力发电机组总装企业为龙头、风力发电机组零部件制造厂相配套的格局 ,完成了以 600kW风力发电机组为主导机型的国产化进程。 自主研发的 750kW 机组已批量投放市场。 “十五”期间 ,为了赶超国际风力发电机组设计、制造先进水平 ,国家科技部又投入资金支持研制开发 MW级风力发电机组。 具有自主知识产权的 2020年研制成功并投入试运行。 我国风电产业开始步入稳步发展阶段。 （ 1） 我国风电产业开始步入稳步发展阶段。 2020年内退役的机组 21台 ,装机容量 1720kW,减少 1个风电场。 陕西理工学院毕业设计 第 6 页 共 34 页 2020 年中国除台湾省外新安装风电机组 592台 ,装机容量 kW[1]， 另一普遍采用数据 kW）。 与 2020年当年新增装机 kW相比 ， 2020年当年新增装机增长率为 254 %。 2020年中国 （ 除台湾省 ） 累计风电机组 1864台 ,装机容量 kW， 风电场 62个。 分布在 15个省 （ 市、区、特别行政区 ）。 与 2020年累计装机 kW相比 ， 2020年累计装机增长率为 %。 2020年风电上网电量约。 随着风电技术水平不断提高 ， 一个明显的趋向是朝着单机容量大型化发展。 我国迄今为止单机容量最大的机组为 1500kW风力发电机组 ， 2020年共计装机 69台 （ 不包括台湾省装机 ， 其中 GE风能装机 62台、东方汽轮机厂 4台、 NORDEX 3台 ）。 2020年 ， 新疆自治区累计装机 296台 ， 累计装机容量达 181410kW， 重新回到全国第一位。 其次是内蒙古自治区 ， 累计装机 260台 ， 累计装机容量达 165740kW； 第三是广东省 ,累计装机 271 台 ， 累计装机容量达 140540kW。 国外风力发电机组仍然占据着国内风电市场的主要地位。 2020年累计市场份额 :国内产品占%， 进口产品占 %（ 2020年为 18%和 82%）。 2020年 ， 国内风电市场仍以国外产品为主 ， 占当年新增容量的 %（ 2020年为 75%）。 （ 2） 国外风力发 电机组仍然占据着国内风电市场的主要地位。 2020年累计市场份额 : 国内产品占 2217 %， 进口产品占 7713 %（ 2020年为 18 %和 82 %）。 2020年 ， 国内风电市场仍以国外产品为主 ， 占当年新增容量的 7016%（ 2020年为 75%）。 国内风力发电机组整机开发单位 （ 1） 新疆金凤科技股份有限公司 1997年引进德国 Jacobs公司 600kW 风力发电机技术 ,现已产 100余台 （ 2020年数据未统计入内 ）。 2020年开发成功 750kW风电机组 ,于 2020年投放市场。 600kW机组已完全国产化 ， 750kW机组已 60%国产化。 （ 2） 浙江运达风力发电设备有限公司 与丹麦 BONUS公司合作生产 120kW风力发电机 ,独立开发 200kW、 250kW机组 ,国产化率达 90%以上 ,拥有完全自主知识产权。 2020年开发成功 750kW机组并投入运行。 （ 3） 西安维德风电设备有限公司 1999年与德国 NORDEX公司组建合资公司 ,组装 600kW机组。 但国产化率不高。 （ 4） 沈阳工业大学 2020 年开发成功 1MW机组 ,与 7月投入试运行。 据称与特变电工组成风电合资公司 ,共同开发风力发电机。 （ 5） 东方汽轮机厂 2020年 11月与德国 REpower公司签定。 正在开发、生产 ,预计 2020年 3月出第一批整机。 （ 6） 大连重工 2020年底与德国 Fuhrlander公司签定。 正在开发、生产。 （ 7） 保定惠阳航空螺旋桨制造厂惠德风电工程公司 2020年底与德国 Fuhrlander公司签定。 1MW机组已于日前投入试运行。 （ 8） 中国运载火箭研究院万源工业公司 北京航天万源安迅能新能源有限公司南通航天万源安迅能风电设备制造公司 2020年 6月与西班牙 EHN签定合资合同。 （ 9） 上海电气电站集团 该集团重组原上海申新风电设备有限公司。 2020年与德国 GEWIND公司签定 证合同。 正在开发、生产。 另外 ， 已与德国 Aerodyn公司签约 ,自主开发 2兆瓦风力发电机组。 （ 10） 哈尔滨哈飞威达风电设备有限公司 由哈尔滨飞机工业 （ 集团 ） 有限责任公司和芬兰 WinWind Oy共同出资 ,于 2020年 3月注册成立。 陕西理工学院毕业设计 第 7 页 共 34 页 其主导产品为 1MW和 3MW变桨变速并网型风力发电组。 其中 ,1MW机组已投入试运行。 （ 11） 重庆船舶工业公司 已于 1月 17日 同德国 Aerodyn公司签约 ,开发具有自主知识产权并适合中国国情的 2GW风力发电机组 ,首批样机将于 2020年上半年在风场试运行。 （ 12） 其他 其他如哈尔滨、三门峡、南通等地皆有引进技术、合资风能整机公司的组建。 VESTAS公司自并购其主要竞争对手 NEG Micon后 ,其在中国市场份额已高达 55%。 目前 ,VESTAS中国工厂已经取得营业执照。 在天津经济技术开发区设立风电叶片生产厂 ,VESTAS预期在 2020年上半年产出第一批产品 ,即长度为 39米的 V80型 2MW风机 叶片。 工厂全部达产后年产量将达到约 600只风电叶片。 该项目总投资为 2500万欧元 （ 3000万美元 ）。 最新讯息表明该工厂建设已经完成 ,首片叶片也已下线。 VESTAS将进一步在天津设立发电机工厂。 西班牙 GAMESA公司已准备在天津设立总装厂。 目前 ,暂无设立叶片工厂之相关信息。 在国内主力机型为 G52P850kW机型。 其技术源自 VESTAS。 GE收购原安然旗下风能公司后 ,其在全球市场占有率一路攀升 ,2020年一度占据全球第二位置。 GE风能已在上海设立风能研发中心 ,研发整机和叶片。 西门子 （ SIMENS） 收购原丹 麦 BONUS风能公司后 ,一直还未有大的动作。 已明确宣称近期不会关注中国风能市场。 全球排位第六 （ 2020年 ） 亚洲最大的印度 SUZLON公司也将工厂 （ 总装厂、控制柜厂 ,据了解其投资金额为 6000万美元 ） 设于天津 ,暂无在国内设立叶片工厂之计划。 在印度国内 ,其小功率叶片购买自 LM（ 印度 ） 公司 ,大功率叶片自制。 德国 ENERCON公司在中国台湾有装机 ,最大单机容量为 2MW。 REpower公司已与东方汽轮机厂展开合作 ,于 2020年 11月签定生产许可证合同。 德国第四大风能设备供应商 NORDEX公司在中国市场大有卷土 重来之势 :宁夏合资公司的设立 ； 西安维德在国内市场份额节节攀升 ； 与保定惠腾合作生产叶片等等。 国内风电产业发展规划 国家发展和改革委员会规划的风电发展目标是 :2020年累计装机容量达到 100万 kW（ 实际数据为126. 6万 kW,已超过 ） ,2020年 400万 kW（ 据悉已更新为 500万 kW） ,2020年 1000万 kW,2020年达到 2020万 kW（ 有消息称此一数据已改为 3000万 kW） ,这表明国内的风电产业将有一个快速的增长阶段。 为了促进可再生能源的开发利用 ,增加能源供应 ,改善能源结构 ,保障能源安全 ,保 护环境 ,实现社会经济的可持续发展。 中华人民共和国第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议于 2020年 2月 28 日通过《中华人民共和国可再生能源法》 ,自 2020年 1月 1日起施行 ,旨在建立利用国家可持续能源的法律框架。 到 2020 年可再生能源装机容量将达到 120 000MW的发展目标 ,表明了中国政府在发展清洁能源方面已有宏伟的计划。 3 中国风能资源及其分布 中国风能资源丰富，主要集中在三北地区及东部沿海风能丰富带。 设计、制造、建设及管理能力的逐步提高，使我国已经具备大规模发展风电的前提条件。 我国风能资源的理论蕴藏量为 ，陆地上离地 10m高可开发和利用的风能储量约为 （依据陆地上离地 10 m高度资料计算），近海（水深不超过 10 m）区域，离海面 10 m高度层可开发和利用的风能储量约为 TW，共计 10TW，风能资源非常丰富。 居世界首位，与可开发的水电装置容量（ ）为同一量级，具有形成商业化、规模化发展的资源潜力。 预计到 2020年，我国风电装机将达到 20GW。 我国幅员辽阔，地形条件复杂，风能资源状况及分布特点随地形、地理位置不同而有所不同。