中国风电叶片行业能力建设

中国风电叶片行业通过近十年的快速发展，通过引进、消化吸收和再创新的技术路线，完成了研发能力建设;在全球化的大潮中，部分资本雄厚的企业，通过资本运作的方式，并购海外企业，实现了研发能力建设;也有部分企业通过与国外企业多渠道协作的方式，实现了研发能力的建设。中国风电叶片研发技术从全部引进到实现部分输出。

1.1 研发能力

中国目前已具备自主研发能力，能够根据不同风资源特点(例如低风速、高海拔、低温、台风等)和主机的特殊要求进行适应性设计，叶片设计已通过GL、TUV 等国际认证，技术已得到国际上的认可，但叶片设计仍处于初级阶段，在翼型开发、新型结构设计等方面与国外先进技术还存在一些差距。

中国风电叶片技术起步较晚，对风电叶片基础领域的投入较少，缺少叶片研发方面的专业人才，关键是国内的技术人员经验少，技术沉淀少。由于风电叶片的基础研究需要投入大量的人力和财力，特别是风电叶片专用翼型的开发，与风电技术较发达的荷兰和丹麦等相比差距明显。可喜的进步是西北工业大学和北京航空航天大学分别主导的两个系列风电专用翼型研究取得了长足的进展，目前已经进入到了试验阶段。

由于国内在复合材料强度计算理论和一些失效理论方面的研究很少，如叶片纤维间失效，国内还没有太多的试验数据，严重阻碍了叶片结构设计的可靠性和经济性。

1.2 认证能力

随着风电市场的快速发展，在国家的大力支持下，独立的第三方认证机构也逐步成熟，经过多年的发展，已经初步达到了国际认证机构水平，并积极与国际认证机构开展认证互认工作。

目前国内能够开展风力发电机组和零部件认证的机构有北京鉴衡认证中心有限公司和中国船级社。

1.3 实验室

国内大部分叶片企业基本上具备了完善的原材料和全尺寸叶片的试验检测能力，建设有独立的叶片试验室，试验能力由最初的关注企业内部的需求，过渡为可以向第三方提供试验检测服务的开放实验室，也有一些企业的实验室已经获得了CNAS 国家试验室认可资质或德国GL 认可的实验室资质，全面的试验检测范围，涵盖从叶片原材料到叶片全尺寸结构试验。缩短了与国际上的差距，除了满足企业的研发和质量控制需要外，还为未来大型叶片的研发、试验等提供了可靠的保障基础。

作为认证机构的重要组成部分，独立实验室在国内也有两家开展工作，包括以北京鉴衡认证中心为依托设立的“国家能源风能太阳能仿真与检测认证技术重点实验室”和通标标准技术服务(SGS)(天津)有限公司。

1.4 监造能力

作为叶片产品质量保证的一个重要环节，叶片制造过程中的监造工作也越来越多得到了业主的青睐，目前北京鉴衡认证中心有限公司、中国船级社实业公司和通标标准技术服务公司均可以提供叶片现场监造服务业务，并已开展了大量的工作。

1.5 叶片原材料

材料代表了叶片的品质。叶片材料主要有增强材料、基体树脂、夹芯材料、结构胶和表面涂料等。早期叶片材料基本依赖于进口，价格较高，供货周期也比较长，叶片的市场竞争力很差。随着中国叶片行业的快速发展，叶片原材料领域也取得了突破性的进展，大部分原材料已经能够实现本地化。

1.5.1 增强材料。叶片的增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维和天然纤维(竹纤维)等。90%以上叶片采用玻璃纤维制造，有一少部分叶片采用碳纤维和天然纤维。

目前主要使用E 级玻璃纤维，H 级和S 级在未来可能会得到广泛的使用，使用比较多的玻璃纤维生产商主要有OCV、CPIC(重庆国际)、PPG、巨石和泰山等，其中OCV 和PPG 均在中国本地生产。碳纤维的所有特性符合风电叶片使用，唯一的缺点是成本较高，目前不具备大规模使用的基础，这有赖于国产碳纤维大规模工业化的基础。

天然纤维主要是竹纤维，其优点是阻尼特性好，木材的阻尼特性非常好，有利于叶片运行过程中减振;环保，竹纤维叶片在寿命期后非常易于回收利用，比传统玻璃纤维叶片更好处理。缺点是竹纤维叶片的疲劳性能有待进一步验证;竹纤维吸湿性强，竹纤维叶片在运行过程中出现局部损伤开裂后容易受潮湿的破坏，因此，竹纤维的使用仅作为探索性的尝试，没有进行大规模的应用。

1.5.2 基体材料。基体材料主要有不饱和聚酯树脂、环氧树脂和乙烯基树脂等。

不饱和聚酯树脂工艺性好，常温固化，价格低廉;缺点就是固化时收缩大，放热剧烈，不利于环境。丹麦的LM 是不饱和聚酯树脂的代表，其对不饱和聚酯树脂的应用已经发挥到了极致。

环氧树脂具有良好的力学性能、耐环境性能(耐腐蚀)和尺寸稳定性，缺点是中温固化，成本相对偏高。环氧树脂是目前绝大部分叶片的基体材料，主要供应商有汉森、亨斯曼、BSF、陶氏和上纬等，东汽树脂公司开发的风电叶片树脂也取得了批量工业化应用。

乙烯基树脂性能介于不饱和聚酯树脂和环氧树脂之间，取两者的优势。目前一些厂商正在进行测试或试用，未来可能会成为大型叶片的新的基体材料选择。

1.5.3 夹芯材料。夹芯材料在叶片中主要是减轻重量、提高刚度。主要夹芯材料有PVC 泡沫、PMI泡沫、Balsa(轻木)、san 泡沫和竹纤维等。PVC 和PMI 泡沫都已经成功实现了大规模本地化生产。

1.5.4 结构胶。结构胶用于粘接叶片的上下壳体和前后缘等，绝大部分已经能够本地化生产。

1.5.5 叶片表面涂料。叶片表面涂料主要是保护叶片在野外环境条件下长期运行，使叶片免受紫外性、雨水和风沙等的损伤，主要包括胶衣和油漆等。除了国外几个传统品牌以外，也有一些本地化企业能够涉足。

1.6 售后服务

叶片售后服务市场随着风电装机规模的不断扩大以及大量叶片产品出质保期，除了叶片供应商提供质保期内的服务和有限的保外服务，涌现出了大量的专业化的叶片售后服务公司，积极参与叶片售后服务的市场竞争。

1.7 标准化

叶片标准化工作得益于风电市场的规模化发展，叶片标准从无到有，《JB/T 10194-2000 风力发电机组风轮叶片》填补了风电叶片标准的空白，经过十年的发展和完善，从行业标准提升为国家标准，《GB/T 25383-2010 风力发电机组 风轮叶片》和《GB/T 25384-2010 风力发电机组 风轮叶片全尺寸结构试验》，其中《GB/T 25384-2010风力发电机组 风轮叶片全尺寸结构试验》标准已经与国际标准接轨，等同采用IEC 61400-23 标准。

在全国风力机械标准化技术委员会的主导下， 发起了IEC61400-5: Wind Turbine GeneratorSystems - Part 5: Wind TurbineBlades 风轮叶片国际标准的起草工作，目前标准草案工作已经基本上接近尾声。

原标题：中国风电叶片行业能力建设