一种制备风力发电叶片的方法
摘要：
本文将介绍一种风力发电叶片的制备方法，这一方法可以解决复合材料叶片的粘接问题并能有效避免有毒物质对操作工人的损害。其制作过程简介如下：通过两个模具型面（22,48）和其中的芯模（3）形成一个封闭的型腔（51），在型腔里面随形铺放纤维材料（45,47）和芯材。通过在型腔（51）内建立起的真空体系，基体材料（57）通过铺放在模具下部边缘的导流管（29）注入模具内。以此，当生成的流体前峰（61）到达叶片后缘边并从胶液溢出口中渗出时，表明灌注已经完成。
Inventer：Stiesdal; Henrik (Odense C, DK), Enevoldsen; Peder Bay (Vejle, DK), Johansen; Kaj(Aabybro, DK), Kristensen; Jens Jorgen O(Nibe, DK), Norlem; Michael (Svenstrup, DK), Winther-Jensen; Martin (Haslev, DK)
Assignee（代理人）：Bonus Energy A/S (Brande, DK)
Appl. No.（适用号）：10/292,904
Filed（归档时间）：November 13, 2002
Foreign Application Priority Data （其他国家专利申请情况）Nov 13, 2001 [DK] 2001 01686
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Current U.S. Class: 264/314 ; 264/258; 264/313; 264/571; 416/230 Current International Class: B29C 70/36 (20060101); B29C 70/48 (20060101); B29C 33/00 (20060101)
Field of Search（检索号）: 264/510-512,257-258,324,102,313,314,317,571 416/132B,230
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Primary Examiner: Johnson; Christina
Assistant Examiner: Daniels; Matthew J.
Attorney, Agent or Firm: Wray; James Creighton Hyra; Clifford D
申明：正文
发明简介：
本发明的目的在于提供一种在密闭环境下，不使用粘接剂，一次整体成型复合材料叶片的方法。
摘要里面介绍了一种在闭合模具里一次成型风电叶片的特有方法。对于各类型的复合材料来说，这一方法几乎适用所有的树脂基体材料。本方法将至少利用一个芯模，包括外面使用柔性材料包裹的硬质模芯，和紧紧包裹在模芯外表的外层部分。把选定的基体材料和增强材料导入完成后形成一个完整的复合材料叶片整体。在本方法中，最终成型完成后的叶片至少要取出一部分芯模。
相比已经使用的方法，本方法具有以下优势：
经过一次成型的叶片，大部分的外表面和一部分或者更多的阴模表面接触，这样可以在模具内喷涂胶衣或只需经过简单的后处理，风电叶片就会表现出满足空气动力学和美学要求的外表面。
通过不使用任何粘接剂而一次成型的叶片，将不会再有其他工艺所无法回避的粘接剂缺陷。比如粘接面的疲劳性能（tolerance）问题和难以进行后续检测等问题。
而且通过闭模一次成型的叶片，工人将免受环境中有害物质伤害。这样可以大大减少个人防护措施直至最少。
在叶片的三明治结构中，芯材提供叶片的横截面轮廓，这样获得了制造技术和产品性能的完美统一。在基于真空辅助的成型工艺中，芯材可以作为空气抽走和树脂流动的介质。连续成型工艺同时也保证了各横截面上性能的一致，避免因为蒙皮和芯材形状的改变等不利因素产生的高载荷区域。连续的芯材和叶片内部、外部蒙皮相对独立的承受载能力拥有结构上的优势：即使在任一蒙皮（内或外）里可能出现裂纹，其他部位也产生裂纹的可能性是非常微小的。从而获得一个迄今为止还未知有任何冗余的结构。
专利描述：
发明领域：本发明涉及一种使用玻璃纤维或碳纤维增强环氧，聚酯，乙烯基树酯，或热塑性塑料制备复合材料风电叶片的方法。
背景：
已知可以使用多种不同的工艺制备风电叶片。
如美国专利U.S. Pat. Nos. 4,242,160 and 4,381,960.中所描述，风电叶片可以通过围绕一个中心或者心轴缠绕粗纱带或者粗纱卷成型。
但是缠绕的缺点是在工艺完成后，缠绕制品通常将出现与原材料纹路一致的的复合材料表面，这在许多应用中是不能接受的，比如风电叶片行业。因此，令人满意的表面质量意味着后续处理，比如先单独制备壳体然后粘接。
缠绕工艺的另一缺点在于缠绕工艺意味着需要一个可以重复利用、具有一定强度的心轴。这样的话，缠绕工艺只能制备拥有一个可以取出心轴的具有规则几何外形的制品。这就是说制品内部横截面的尺寸不能超过心轴从所处位置到被拉出的端面之间任何横截面的尺寸，当然一些逐渐变细的芯模是生产实践中所需要的。当然，这样的工艺是不能用于制造坦克和风电叶片的。
把两个半面壳体在前后缘粘接起来制成风电叶片是当前的主要工艺手段。每面壳体通过粘接一个或者两个加强肋来制成叶片的型腔。这些加强肋通常被制成U型或者I型结构，加强肋的法兰提供了与壳体相连的粘接面。也有将加强肋通过缠绕制成的，这样的话，壳体与加强肋的外表面粘接起来。每面壳体可以通过先手工铺放干纤维材料，然后在真空等辅助方式下注入树脂；或者将纤维预先浸透树脂制备成预浸料，再经过加热、紫外光照射等方式引发固化。在其他的一些工艺中，加强肋和半面壳体是由热塑性材料料制成的。其工艺过程是：在耐高温纤维材料和热塑性材料铺放好后，把体系温度升高至热塑料熔化，再固化成型，其中热塑料起到复合材料的基体作用。
但是，这些工艺最大的缺点在于难以保证两个面壳体之间的粘接区域和壳体与加强肋之间的粘接区域的内部（分子连接）结构质量令人满意。这一部分是材料本身的基本问题，更多的则是生产操作的具体问题。
材料原因可以概括为粘接剂无法拥有与叶片其他区域一样的材料性能。具体原因如下：纤维增强体的力学性能比树脂高出几个数量级，因此，叶片壳体和加强肋的材料性能决定于纤维增强体，树脂对最后层合板性能只起到很微小的作用。相反，粘接剂一般意义上来说就是纯树脂（比用于层合板中树脂有更多的聚合物高分子）或许加入了一些除了纤维材料外的填料而已。这样的结果是，粘接剂和其粘接区域复合材料的弹性模量相差至少一个数量级，通常是几个数量级的差别。粘接剂通常是脆性材料，在一些特殊情况下，粘接很容易破坏，也就是产生通常所说的粘接面剥离。这通常发生在叶片受到极大的载荷，即非线性的力作用于叶片的横截面上导致了叶片形状改变时。相对而言，粘接剂通常比较脆，极
易产生比其所受力叶片区域更大的破裂。
从生产工艺上来说，叶片的粘接一般位于叶片的前后缘和叶片与加强肋之间，因此粘接是建立在壳体内部没有预先准备好的表面上的。这种粘接的问题在于粘接面只具有一定范围的耐受性。对于风电叶片来说，因为两面壳体接触时边缘通常是相互倾斜的，为保证所有的粘接厚度基本一样，前后缘的粘接厚度在壳体边缘要逐渐减少。这种趋势不是总能提供所必须的耐受性，因为实际生产中对粘接面进行处理，会导致生产成本大幅度上升。生产过程中面临的另一问题是与生产工艺/过程变化有关的壳体变形会造成粘接厚度不断改变，这就不能保证叶片与加强肋之间的所有粘接面都被填满。这些问题的后果是每个截面叶片的粘接形状和厚度都不一样，很容易在粘接剂和壳体与加强肋之间的粘接内部产生应力中。另外问题是，大多数粘接剂为了保证所须的耐受性，粘接面会产生很多问题。最后一点，因为逐渐变小和不规则的几何外形，叶片的粘接接效果很难通过目测进行检查，也很难通过无损检测方式进行测验。
即使叶片的两面壳体是在几乎毫无差异的环境下经过相近的工艺生产出来的，粘接剂本身没有问题，通过胶合将叶片粘接起来还有一个缺憾。工人经常暴露在干磨时产生的大量粉尘中，这也比湿磨更加不利于后续的胶合过程。另外，工人会接触到粘接剂中挥发的有害气体。这些都意味着需要更多的人身防护措施。
图纸分析
接下来，本方法将通过一系列的图纸进行细节描述。图1-2是前期的模型，图3是本方法制备的叶片简图，图4-11介绍了叶片通过真空灌注成型的具体实施过程。
实施过程描述：
图1 展示的是采用一般方法制备的风电叶片。加强肋1通过缠绕成型，加强肋两边是两个半面壳体2和3，每面壳体由外蒙皮4，夹心材料5（可是balsa 木或者PVC泡沫）和内蒙皮（6）组成。壳体通过前缘7、后缘8和加强肋9处的粘接剂粘接在一起。这种方法制备的叶片一般是三个重要的组成部分：加强肋1、两面壳体2和3。具体条件下，除了这三个主要部分外还要安装一些附件，比如在叶根，形成与轴承和/或机舱轮毂的连接。
图2是另一种方法生产的叶片示意图。两个加强肋（10、11）采用不同的模具制备。两面壳体（12、13）和加强肋通过前缘14、后缘15和加强肋粘接面（16、
17）的粘接形成整体。通过这一方法生产的叶片由四个主要部分组成：两个加强肋（10、11）和壳体（12）、壳体（13）。具体生产中，叶片还需要安装一些附件，比如在叶根，形成与轴承和/或机舱轮毂的连接。
图3展示的是本发明所制备的叶片。叶片是一个整体，由外壳体18，三明治夹心19，内壳体20和剪切腹板21组成。其他的截面，可能看到有多层腹板或者没有腹板。
图4展示的是本发明采用的真空灌注模具的横截面。模具22是提供叶片表面的阴模，图中展示的是压力边模具。在叶片运行过程中，该面是迎风面。生产中，需要对模具22表面进行涂打脱模剂处理。叶片模具通过法兰边24边上的多
个紧固装置相互锁紧形成整体。当然，模具里需要预装温控系统便于改变生产过程中层合板的温度。
如图5所示，叶片成型的第一阶段是将外蒙皮材料26铺放在模具22上，包括一些玻璃纤维的毡和布，或者是碳纤维材料制品。这部分蒙皮在前缘27的一部分铺层需要超出法兰边24。然后在部分蒙皮层26上面铺放由balsa木或者PVC 材料的夹心材料28。需要在一个以上的位置，铺放一条导流管路29，比如说前缘27。沿着叶片的凹槽也能起到导流作用。在芯材28边上，另外的夹心材料30也铺放在蒙皮26上，并且部分或者整体都被外蒙皮布层包裹起来。在一部分外蒙皮26，全部的夹心材料28，导流管路29，另外的夹心材料30上铺放内蒙皮31纤维铺层。内蒙皮31纤维材料和外蒙皮26铺放一致，布层部分或者整体超出法兰边24。导流通道29通过一些孔洞和切割缝32（saw grooves）或者其他导流方式，将树脂传递到芯材28，外蒙皮层26和内蒙皮层31。夹心材料28和30提供了夹心材料28和内外蒙皮26/31之间的树脂导流通路。也可能通过夹心材料28表面的洞和切割缝隙34等导流方式便于树脂流动。
接下来的步骤如图6所示，在内蒙皮层31上面，我们放置了芯模35和腹板36（如果有必要的话）。如图所示，芯模35是由可拆分成多个零件的两大部分
37/38组合而成。例如芯模37就是在木制或复合材料的模芯39外包裹一层发泡橡胶类弹性材料40 而成。芯模37的每个部分都应包覆一层经过脱模剂处理的柔性尼龙或者硅橡胶薄膜材料。腹板36的芯材42可以是层合板，balsa木或者是PVC泡沫，在每边有一个层合板，balsa木或者是PVC泡沫的支撑块43。当然在这两种芯材42/43表层需要铺放玻纤或者碳纤材料44。这纤维铺层44需要延伸到内蒙皮31和模芯37上。
如图7所示。接下来在模芯35和从腹板36超出的纤维铺层44上面铺放一层玻纤或者碳纤的内蒙皮纤维材料45。内蒙皮层45和在下半模具22上铺放的内蒙皮层31的铺层方式一样。然后与下半模具22上铺放夹心材料28一样，在内蒙皮45表面铺放balsa木或者是PVC泡沫夹心材料。在这种的情况下，推迟
步骤5中所描述的导流管路29的铺设是有好处的。然后将与下班模具22上铺放的外蒙皮层26一样，外蒙皮层47覆盖表层纤维45，夹心材料46，导流管道29上，可能也在另外的一些夹心材料30上。在铺放内纤维层45，夹心材料46，和外纤维层47的过程中，外蒙皮26和内蒙皮层31 超出下半模具22法兰边24的纤维材料放入内蒙皮层45或外蒙皮47的铺层中，这样在模具法兰边24处形成连接面48的纤维重叠。铺层26和31超出下半模具22法兰边24的纤维将在模芯35和超出腹板的纤维材料44和夹心材料46铺放完成后，刚好伸到后缘。
下一步如图8所示，在铺层47外面安放模具48。模具48提供了叶片吸力边的阴模，生产时其型面49需要进行涂打脱模剂处理。通过法兰边50上一些锁紧装置与模具22闭合起来，这些锁紧装置还起到保持模具间的紧密配合。模具48也需要预装温控系统便于生产过程中改变叶片层合板的温度。
如图9所示，在模具22、48 和模芯35外面包裹的柔性薄膜41之间形成了一个型腔51，这个型腔由纤维层26/31/44/45、47和夹心材料28/42/43/46，导流管路29和其他另外的一些夹心材料30组成，里面都充满了空气。将真空抽气系统与型腔51相连，抽出型腔内的空气。布层和夹心材料随着柔性薄膜的扩展而压紧在一起。为了保证良好的密封性能，模具法兰边24和50上需要贴两条密封材料，内侧的52和外侧的53。这样与型腔51隔离开来另外形成一个空腔54，这个空腔要保持一个相比型腔51中压力较低的绝对压力，可以防止型腔51漏气造成的影响。
如图10所示，将整个模具，包括模具22和48，以及其中的纤维和夹心材料，模芯在内，沿着长度方向翻转90度。这样导流通路29位于模具横截面的最低点。在导流管路29和外部树脂容器57之间建立一个连接55导入配比正确的合适树脂，如聚酯，乙烯基和环氧树脂。连接55可以是硬或软管或者其他组合件，需要能够控制树脂的阀门58，也可以采取控制树脂容器内树脂57上部空间59的压力等手段来调节连接55和导流管路29中的树脂流动速率。连接55需要有一个开关60或者其他手段来切断树脂在容器56和连接55中的流动，如切断阀门58。当叶片处于设定的位置时，打开连接55上的开关，在型腔51内各部分的压力作用下，树脂57注入型腔中。灌注过程中，树脂流动通过阀门58来控制或者采用其他方法，以便保证注入树脂62的前峰61流动可维持树脂注入量和吸力之间的平衡。流动的前峰应当近似保持水平，这样树脂阻塞、残留空气和形成包流
的几率将大大减小。
如图11所示，当树脂的流动前峰61到达模具后缘时，树脂溢出进入一个以上的树脂收集器63中。当所有相关的树脂收集器中都有树脂流入时，关掉阀门58或通过其他方式来停止灌注。在树脂灌注的部分或者整个过程中，温控系统25一直在发挥作用，而且在灌注完成后将整体温度升高以便层合板固化。本工艺中，温控系统也可以用来降低叶片和模具的温度，防止以模具温度上升到危险水平。但是，模具里也可以不安装温控系统，而是通过另外的方式进行生产。
生产完成后，将模具打开把叶片吊出。
在叶片吊出前，需要将芯模35取出。比如上述的图例中是由两部分37和38组成的芯模。本例子中，前缘部分的芯模37可以一次取出，但是后缘的芯模38由于几何形状变化和扭曲因素，最好是拆分成小块再取出。芯模37包括其硬质模芯39和外包裹的柔性部分40，这些柔性材料是发泡橡胶外包柔性的真空薄膜组成的。这在真空下，有利于真空薄膜41展开贴附模具而形成型腔。而且，多层的真空薄膜41也十分有利，因为粘接只可能发生在成型的叶片和外层袋膜之间。在硬质模芯39和外部柔性结构40之间的真空薄膜还有一个好处是：真空局限与外面一层真空袋膜内，较大或者稍小的压力都不会直接作用在模芯39上面。
上述过程中设计的导流管道29在叶片前缘一起成型的。其实也可以可利用模具上面的凹槽安放在叶片的外部，这样的话，使用单独的管子作为导流管路可以省略掉。本发明还考虑到采用更多的导流管和介质与壳体一起成型或者利用安放在叶片外部的连续介质或者模具里的管道导流成型的情形，甚至包括使用部分或者全部的模具内不连续注胶口形成的导流系统。
上述工艺中，纤维增强材料是在干燥的情况下铺放的，然后通过真空灌注胶液成型。在另外的工艺中，比如铺放预浸料，就是预先将纤维材料和树脂预先混合，在真空条件下，使用加热、紫外线引发固化，或者类似的，将纤维材料和热塑性树脂铺放成型，然后将温度升高将树脂熔化至可以流动完成固化成型。
综合考虑各种在纤维材料干燥的情况下铺层的工艺手段，可以预埋一些结构件与壳体一起成型，如在叶根或者纵向截面上的一些预成型件。
各种材料预先制备然后整体铺放也被考虑到了。比如，预浸的表面毡可以作为先将周围的干纤维浸润一部分，然后再通过真空系统将所需要的树脂注入成型。
发明申明如下：
1.本专利设计制备一种纤维增强基体材料的复合材料风电叶片。本文的改
进在于：叶片一次整体成型。本文还提供了如下改进步骤：先用柔韧的
真空袋膜将一些柔韧，可伸展的芯材预先包裹在一个内部刚性的或者加
工的中心外面形成一个可以移动的芯模，在模芯和外模具之间的空隙形
成模腔。然后复合材料铺放在外面的模具上或者是包裹在模芯的外面。
利用至少一条预置在模腔前缘的导流管道用于导入基体材料。外模具将
芯模和模腔内的复合材料密闭起来。复合材料成型之后，外模具打开移
走前后，都可从形状固定的叶片内部将芯模取出。在铺放复合材料时，
一些特殊要求的基体材料被用于连接增强纤维。在模具闭合时，另外的
基体材料通过导流管路注入模腔内。叶片的复合材料在铺放时首先将夹
芯材料的下表面铺放纤维材料（下蒙皮），再在夹芯材料上表面铺放纤维
材料（上蒙皮），最终形成一个“三明治”结构。这种“三明治”结构提
供了叶片真空成型时树脂流动的通道。当模腔建立起真空体系时，随着
复合材料在模芯上的真空袋膜扩张的压力下与外模具贴实，体系中的空
气同时排出。然后在真空压力下将基体材料在模腔内成型。
2.按权利要求1所述方法方法，当模具旋转90度，基体材料通过处于模腔竖
直时的下边导流管注入。可以通过流量调节来控制树脂流动前峰的向上移动，防止模腔内剩余空气包围。
3.按权利要求1所述方法，开始的内层纤维和其次的外层纤维材料都由上半部
分和下半部分组成。外铺层的下部分沿着外模具铺设并超出模具边缘。夹芯材料或者其他芯材铺放后，在其表面铺放内蒙皮的下部分。在芯模放入上述铺层表面后，将外蒙皮铺层超出部分包裹在模芯和导流管上，然后将内蒙皮，芯材，外蒙皮的上部分纤维材料依次铺放在芯模上面。再将另一部分外模具与开始的模具连接起来。当真空体系建立后，基体材料通过导流管进入芯材和内蒙皮再到外蒙皮。
4.按权利要求1所述方法，夹心材料被铺设在纤维蒙皮之间，并在复合材料叶
片成型之后，一起脱模。因此这些嵌入件是叶片的永久组成部分。
5.按权利要求1所述方法，模具至少一半使用了加热系统。并且通过加热程序
控制系统的设定可以改变叶片复合材料中的温度。
6.按权利要求1所述方法，三明治夹心材料提供了两层蒙皮之间的树脂传递通
道。
7.按权利要求1所述方法，当基体材料从模具上部的溢胶口渗出时灌注结束。
8.按权利要求1所述方法，芯模在多数情况下是由一些单独的部件组成，并可
拆卸的。
9.按权利要求3所述方法，上下蒙皮的下半部分铺层各自伸入到上半部分铺层
中，并在模具的侧面形成搭接
10.按权利要求3所述方法，在第一部分外模具和第二部分外模具衔接的地方至
少需要两层密封袋，。这样可以在两层密封之间形成一个与模腔不同的真空
空腔，这个空腔的压力更低，可以阻止环境空气的泄露到模腔里。
11.按权利要求5所述方法，在灌注的整个或者部分时间会使用温控系统。
12.按权利要求5所述方法，在放热过程中，使用温控系统降低模具温度，以避
免模具温度上升到危险水平。
13.按权利要求1所述方法，使用多层柔性真空袋膜
14.按权利要求1所述方法，还包括在刚性的芯模内核和柔性的芯模外表层之间
提供一个密封层。
15.按权利要求1所述方法，还包括利用模具外面凹形处（凹槽）提供一个导流
通道
16.按权利要求1所述方法，还包括通过预埋在模具表面或者外部铺放的凹槽或
管道提供导流管路和介质。
17.按权利要求8所述方法，还包括一个以上单独存在的芯模，芯模包括内部的
硬质模芯和外面辅助部件，芯模之间用腹板和纤维材料隔开。
18.按权利要求8所述方法，本发明中的模芯是由一系列单独的部件组成。本发
明还包括，还包括由每个边都有至少一个以上的支撑部分组成的各自分离的模芯，每个模芯之间用剪切腹板隔开。而且每个单独的模芯及其支撑部分的一边或者两边都用剪切腹板隔开。剪切腹板状纤维材料一定程度上延伸到内蒙皮的纤维铺层和模芯。
（二零一二年十二月） 2020-2025年中国海上风电行业市场发展战略研究报告 可落地执行的实战解决方案 让每个人都能成为 战略专家 管理专家 行业专家 ……
报告目录 第一章企业市场发展战略研究概述 (7) 第一节研究报告简介 (7) 第二节研究原则与方法 (7) 一、研究原则 (7) 二、研究方法 (8) 第三节企业市场发展战略的作用、特征及与企业的关系 (10) 一、企业市场发展战略的作用 (10) 二、市场发展战略的特征 (11) 三、市场发展战略与企业战略的关系 (12) 第四节研究企业市场发展战略的重要性及意义 (13) 一、重要性 (13) 二、研究意义 (13) 第二章市场调研：2018-2019年中国海上风电行业市场深度调研 (14) 第一节海上风电概述 (14) 第二节我国海上风电行业监管体制与发展特征 (14) 一、行业主要监管部门 (14) 二、行业主要法律、法规和相关政策 (15) 三、2019年风电行业主要政策变化解读 (16) 四、行业技术水平与技术特点 (22) （一）行业技术水平现状 (22) （二）目前行业的技术特点 (22) 五、行业的周期性、区域性和季节性 (23) 六、上下游行业之间的关联性、上下游行业发展状况 (23) 七、海上风能资源分布情况 (24) 八、海上风电投资成本构成 (24) 第三节2018-2019年中国海上风电行业发展情况分析 (26) 一、我国海上风电市场发展态势 (26) 二、2018年已核准或签约的海上风电 (28) 三、中国海上风电行业主要项目分布 (31) 四、下游安装和运维市场情况 (32) 五、面临挑战 (34) 第四节重点企业分析 (34) 一、龙源电力 (34) 二、金风科技 (37) 三、泰胜风能 (37) 四、天顺风能 (38) 五、中闽能源 (39) 第五节2019-2025年我国海上风电行业发展前景及趋势预测 (39) 一、行业发展的有利因素 (39) （1）国家产业政策支持 (39) （2）国家能源结构持续优化 (40)
通用电气公司风电专利分析 1、公司简介 通用电气公司（GE）是世界上最大的多元化服务性公司，同时也是高质量、高科技工业和消费产品的提供者。美国最大的风力机制造商GE风能（GE Wind Energy），是GE集团近年来的重要新增业务。自2002年收购安然公司后，通用电气跻身世界风电制造业，凭借其雄厚资金实力和研发力量，以及全球销售网络和技术服务体系，三年后就成为了世界最大的风电设备制造商之一。2008年GE 能源依旧占据风电机组制造商在美国新增装机容量的霸主地位，新增装机市场份额为43%，新增装机数量2438套，总容量3657MW。 2、主要产品 GE主要有三种类型的风力发电机，分别是：1.5MW风力发电机、2.5MW风力发电机、3.6MW风力发电机。其中3.6MW风力发电机是专用于海上风电项目的风力发电机，在国际上处于领先水平。目前，GE在中国市场的主要产品是 1.5MW 双馈式变桨变速机型。双馈式变桨变速机型目前大部分企业所采用的风电技术，技术已成熟，属风电行业主流的先进技术。GE同时在叶片等风机零部件也具备很强的综合实力。 3、技术进程 2002年：GE收购Enron Wind（安然风力）。 2003年：通用电气具有低电压穿越能力的上线。 2004年：GE能源供应风力发电为上海提供第一个实用规模的风力设施。 2005年：GE能源集团2005年风电收入增加300％。 2006年：通用电气公司和我国的南京高精齿轮集团有限公司，共同开发风力发电机组齿轮箱。 2006年：通用电气将风力发电机可变速技术专利授权给新动力公司，并签署两公司间的专利相互许可协议，包括几个专利的使用。 2007年：通用电气公司把其风力发电机可变速技术授权给Fuhrlander AG、Harrington及LP三公司。这三公司独立地持有风力发电机的制造与销售权。 2008年：GE能源安装第一万台1.5MW的风力发电机组。 2008年：通用电气能源收购了北爱尔兰里斯本的Kelman有限公司（变压器
全球海上风电创新资源分布研究报告 随着能源、环境问题的日益迫切和风能技术的不断成熟，全球海上风电行业从探索阶段逐渐走向成熟，已驶入快速增长轨道，步入投资繁荣时代。 目前我国海上风电已经处于起步阶段，正通过开展示范性项目积累经验。有利的一点是，当前海上风电在全世界仍然是一个较为年轻的产业，普遍存在高投入、高风险的特点，即使在那些技术领先的国家也尚未成熟。从专利上看，专门针对海上风电技术的专利在全部风电专利中所占比例还不大；在海上风电工程实践中，目前很多方面还没有完整的技术规范，这正是当前我国风电企业可以抓住的机会，积极参与研发与生产，力争在世界风电产业中占有一席之地。 海上风力发电是一个综合了空气动力学、电力电子、自动控制、机械制造、材料学、海洋气象、海洋腐蚀、现代化运输、信息管理等多个学科的新能源技术，具体来说涉及风电设备、零部件、控制系统、海上基础工程、海上运输安装、输配电与并网、机组防腐蚀等。这些技术创新成果都被各国研发机构申请了国际专利保护。 本报告的主要目的是根据对世界范围内海上风电专利状况的分析，从中了解该领域中全球主要技术创新机构与研发人才，以期为我国各级政府、特别是青岛市引进国外先进技术与人才、推动该产业发展提供事实性参考依据 本研究以专业的专利分析方法获取有关全球海上风电创新研发机构与相关人才信息。 本研究专题的数据来源为ORBIT专利家族数据库FAMPAT（95个国家及专利授权机构）全文数据库（包括中、日、美、欧等21个国家及专利授权机构）；分析工具为法国QUESTEL公司的ORBIT系统，该系统包含了世界上最新的专利情报，专利数据7000万，专利家族数据4000万。 检索策略： (OFFSHORE OR (OFF W SHORE) OR COASTOR SEA OR SEABEDOR SEABOTTOM OR SEACOASTOR SEAFLOOR OR OCEAN OR MARINE)/BI/SA AND (WIND OR WINDFARM OR WINDPARK OR WINDMILL OR WINDPOWER OR WINDPLANT)/BI/SA/CLMS AND (POWER OR ENERGY OR ELECTRIC OR TURBINE or BLADE or GENERATOR or (ELECTRIC d GENERAT) or (ENERGY w PRODUCT) or (ELECTRIC d ENERGY)) 本研究报告在专利检索分析过程中充分运用了技术关键词、专利权人、IPC(国际专利分类)、发明人等多个途径获取相关信息。共计获得3100余件专利家族。 一、全球海上风电研发机构情况 一般来说，持有专利的数量是研发机构的科技与产业实力的直接体现。图1按专利数量列出了全球排前20位的海上风电技术研发机构，绝大多数是国际风电业巨头。其中德国公司6家、日本公司3家，美国2家，丹麦、瑞典、挪威、法国、韩国各1家。
2016-2022年中国海上风力发电市场深度调查与市场全景评估报告
什么是行业研究报告 行业研究是通过深入研究某一行业发展动态、规模结构、竞争格局以及综合经济信息等，为企业自身发展或行业投资者等相关客户提供重要的参考依据。 企业通常通过自身的营销网络了解到所在行业的微观市场，但微观市场中的假象经常误导管理者对行业发展全局的判断和把握。一个全面竞争的时代，不但要了解自己现状，还要了解对手动向，更需要将整个行业系统的运行规律了然于胸。 行业研究报告的构成 一般来说，行业研究报告的核心内容包括以下五方面：
行业研究的目的及主要任务 行业研究是进行资源整合的前提和基础。 对企业而言，发展战略的制定通常由三部分构成：外部的行业研究、内部的企业资源评估以及基于两者之上的战略制定和设计。 行业与企业之间的关系是面和点的关系，行业的规模和发展趋势决定了企业的成长空间；企业的发展永远必须遵循行业的经营特征和规律。 行业研究的主要任务： 解释行业本身所处的发展阶段及其在国民经济中的地位 分析影响行业的各种因素以及判断对行业影响的力度 预测并引导行业的未来发展趋势 判断行业投资价值 揭示行业投资风险 为投资者提供依据
2016-2022年中国海上风力发电市场深度调查与市场全景评估报告 ?出版日期：2016年 ?报告价格：印刷版：RMB 7000 电子版：RMB 7200 印刷版+电子版：RMB 7500 ?报告来源：https://www.doczj.com/doc/5013862918.html,/b/dianli/J68941VA3N.html ?智研数据研究中心：https://www.doczj.com/doc/5013862918.html, 报告目录 据中国风能协会以及世界自然基金会的估算，在离海岸线100公里、中心高度100米的范围内，每秒7米以上的风力给中国带来的潜在发电能力为年均110万亿千瓦，中国风电市场潜力巨大。中国有海上风能资源，海风呼呼地吹着，而且海岸线非常长，中国对能源的需求巨大，这些都为促成海上风力发电提供了条件。海上风电时代已经到来，而且来得非常迅速。2010年2月，中国第一座海上风电场示范工程，也是亚洲第一座大型海上风电场——上海东海大桥10万千瓦海上风电场的34台机组安装完毕，随后于6月全部实现并网发电，为40万家庭提供用电。与此同时，国内首批海上风电项目特许权招标工作于5月正式启动，标志着海上风电在中国的发展进入加速期。2010年因此在许多人眼中是中国海上风力发电元年。不过，中国海上风电的发展面临着挑战。 一方面，中国的（海上）风电行业有很大的扩容潜力，能够大规模采用新的解决方案；但另一方面，中国在这个领域缺乏相关的技术和经验，而且也缺乏在海上进行大规模装机的经验。 在陆地风电连续数年高速增长之后，从2010年开始，我国的海上风电建设也将起步。2010年将把海上风电作为最重要的任务来抓，很快将组织大型海上风电特许权项目的招标。海上风电是风电产业未来发展的前沿，市场前景广阔，我国已具备一定的技术基础，力争2010年在海上风电建方面迈出实实在在的步伐。经过2004年以来的连年翻番，截至2009年年底，我国陆地风电装机已经超过2500万千瓦，位居全球第二。但在海上风电方面，由于运行环境复杂，技术要求高，施工难度大，我国还处于起步阶段，尚未启动规模化
２０１８年海上风电行业深度研究报告
目录 1.风电未来空间广阔，机组大功率化是趋势 (4) 1.1全球风电投资和装机稳定增长，未来前景广阔 (5) 1.2风电装机成本不断下降，机组大功率化成趋势 (6) 1.3中国风电装机居世界首位，国内风电占比稳步提升 (8) 2.陆上风电存量消纳仍是主要目标 (9) 2.1全国电力需求稳定增长 (9) 2.2弃风率有所降低，存量消纳仍是主要工作 (9) 2.2.1国家电网多举措促进消纳，弃风率有所改善 (9) 2.2.2预计能源局四季度将核准多条特高压工程以促进消纳 (11) 2.3新增装机规模空间有限，风电建设向中东南部迁移 (12) 2.4配额制促进消纳，竞价政策加速风电平价上网 (14) 2.5陆上风电消纳为主，分散式风电尚在布局 (14) 3.海上风电有望迎来快速发展期 (15) 4.投资建议 (20) 4.1金风科技（002202） (20) 4.2天顺风能（002531） (21) 4.3东方电缆（603606） (21)
图目录 图1：风电行业产业链 (4) 图2：全球清洁能源装机和发电量占比（包含水电） (5) 图3：全球清洁能源和风电投资额（十亿美元）及风电投资占比 (5) 图4：全球风电装机容量（GW）预测及同比增速（右轴） (5) 图5：2010-2017年全球风电装机成本和LCOE变化趋势 (6) 图6：1991-2017年中国新增和累计装机的风电机组平均功率 (6) 图7：2008-2017年全国不同单机容量风电机组新增装机占比 (7) 图8：2011年以来新增风电机组平均风轮直径（m）及增速 (7) 图9：2017年新增风电机组轮毂高度分布 (7) 图10：2017年不同国家新增风电装机份额 (8) 图11：2017年不同国家累计风电装机份额 (8) 图12：风力发电设备容量及占全部发电设备容量的比重 (8) 图13：风力发电量及占全部发电量的比重 (8) 图14：全社会用电量变化趋势 (9) 图15：近年来中国弃风电量（亿千瓦时）及弃风率情况 (10) 图16：国家电网近年来风电并网容量（GW） (10) 图17：国家电网近年来特高压线路长度（万公里） (10) 图18：2010-2017年全国风电新增和累计装机容量（GW） (12) 图19：2017年与2020年底累计风电装机占比变化趋势 (13) 图20：海上风电厂主要组成部分 (16) 图21：截至2017年底我国海上风电制造企业累计装机容量（MW） (17) 图22：截至2017年底我国海上风电开发企业累计装机容量（MW） (18) 图23：截至2017年底我国海上风电不同单机容量机组累计装机容量（万千瓦） (18) 图24：截至2017年底我国沿海各省区海上风电累计装机容量（万千瓦） (19) 表目录 表1：双馈齿轮箱技术和直驱永磁技术比较 (4) 表2：国家电网2017年消纳新能源举措（不完全统计） (11) 表3：2018年以来风电行业相关政策 (11) 表4：拟核准的三条和清洁能源输送相关的特高压工程 (12) 表5：主要政策中关于风电建设规模的表述 (13) 表6：分散式风电发展低于预期的主要原因（不完全统计） (15) 表7：我国海上风资源分类 (16) 表8：2017年我国海上风电制造企业新增装机容量 (17) 表9：2018年以来核准和开工的海上风电项目（不完全统计） (19) 表10：海陆丰革命老区振兴发展近期重大项目之海上风电项目 (20)
中国海上风电行业发展现状分析在过去的十年中，风力发电在我国取得了飞速的发展,装机容量从 2004年的不到 75ＭＷ跃升至 2０15上半年的近 125GＷ,在全国电力总装机中的比重已超过7％，成为仅次于火电、水电的第三大电力来源。 2014 年全球海上风电累计容量达到了 875９MW，相比２０13 年增长了24.3%。截至２01４年底全球91%（８０45MW）的海上风机安装于欧洲的海域,为全球海上风电发展的中心。我国同样具备发展海上风电的基础,目前标杆电价已到位，沿海省份已完成海上风电装机规划，随着行业技术的进步、产业链优化以及开发经验的累积，我国海上风电将逐步破冰，并在“十三五”期间迎来爆发，至202０年30GW的装机目标或将一举突破。 陆上风电的单机容量以 1．5MW、2MW类型为主，截止至2０14年我国累计装机类型统计中,此两种机型占据了８3％的比例。而海上风电的机型则以２.5~5MW为主，更长的叶片与更大的发电机,对于风能的利用率也越高。 20１4年中国不同功率风电机组累计装机容量占比 ２０１4年底中国海上风电机组累计装机容量占比
在有效利用小时数上，陆上风电一般为１８００~２200h，而海上风电要高出20%~30％，达到２50０ｈ以上，且随单机规模的加大而提高。更强更稳的风力以及更高的利用小时数,意味着海上风电的单位装机容量电能产出将高于陆上。 我国风电平均利用小时数及弃风率 根据中国气象局的测绘计算,我国近海水深 5-5０米范围内，风能资源技术开发量约为５０0ＧW(扣除了航道、渔业等其他用途海域,以及强台风和超强台风经过 3 次及以上的海域) 。虽然在可开发总量上仅为陆上的 1/5,但从可开发/已开发的比例以及单位面积可开发量上看,海上风电的发展潜力更为巨大，年均增速也将更高。 一、全球海上风电发展现状 2014年全球海上风电累计容量达到了87５9MW,相比201３年增长２4．3%。在新增装机量上,２014全球新增装机1713ＭW,相比２0１3年的１567MW更进一步。欧洲为全球海上风电发展的中心。 201４年全球新增装机容量的１７13MW中,英国、德国、比利时共占了 1483.4ＭW，占比 8６.6%；其余为我国的 229.3MＷ,以及其他一些国家的小容量试点项目。
国家重大产业技术开发专项 大型海上风电关键技术与装备 （3MW以上海上风力发电机组研发与产业化） 一、申报单位概况 上海电气风电设备有限公司由上海电气集团股份有限公司控股，是大型风力发电机组设计、制造、销售、技术咨询、售后服务的新能源专业公司。 公司成立于2006年9月，总部位于上海紫竹高科技园区，生产基地分别位于上海闵行经济技术开发区和天津北辰科技园区。 通过技术引进并消化吸收，1.25MW风力发电机组已形成批量生产，08年将完成300MW的生产；通过与国际知名风机设计公司合作，联合设计的2MW机组今年将完成小批量生产。依靠上海电气人力资源优势和产业优势，一支结构合理、专业搭配齐全的风电工程技术团队业已形成。目前公司现有员工200余人（08年底将有400人），其中本科以上84人、硕士20人、博士1人，上海电气的风电产业正处于高速发展之中。 二、申报项目名称及主要内容 申报项目名称：3MW以上海上风力发电机组研发与产业化 主要内容：开发研制具有完全知识产权的3MW以上大型海上风力发电机组，并实现技术产业化生产，主要内容为： 1.研制海上3MW以上双馈式变速恒频海上风电机组的总体设计技术；包括气动 设计、结构设计和载荷计算； 2.大型海上风力发电机组系统集成技术；分部件接口技术； 3.海上风电机组控制策略的研究和应用； 4.海上风电机组机群远程监控技术的研究和应用； 5.大型海上风力发电机组的塔架基础设计技术研究； 6.海上风电机组在线监测、预警及故障诊断技术； 7.海上风电灾害预防及预防控制技术； 8.海上风电机组在特殊的海上气候、环境条件下,基础塔架、防腐、防潮、抗 台风等的技术解决方案和材料开发利用；
永磁悬浮风力发电机国内外技术发展及专利简介 供稿人：张蓓文 现行的风力发电机多为螺旋桨式结构，由于结构上的原因，一般都是定向安放，需要4级以上的风力才可以运行发电。对于2级以下的微风状态，基本上很难正常工作，这使得风能的利用和技术推广受到一定限制。随着永磁风力发电机的产生，使发电机的结构得到简化，效能提高，各种损耗也有明显的降低。它具有在额定的低转速下输出功率较大、效率高、温升低、起动阻力矩小、建压转速低等优点。在此基础上，研究人员又引入了磁力传动技术和磁悬浮技术，研制成了更为先进、高效的永磁悬浮风力发电机。 相关专利列举 以“(磁+悬浮)*风*(发电+风电)”及“wind and (turbine or generat) and (magnet and levitat or MAGLEV or breeze)”为检索策略，对中国知识产权局网站及欧洲专利局网站进行检索，现列举检索到的相关专利： 1、磁悬浮永磁风力发电机 申请人：赵克发明人：赵克 摘要： 一种磁悬浮永磁风力发电机，它采用了磁力传动技术和磁悬浮技术，从系统上解决了风力发电机向大功率发展中遇到需启动风力达一定大的难题，同时，通过磁力传动技术和磁悬浮技术的结合，克服了永磁转子风力发电机输出特性偏软的缺点。该磁悬浮永磁风力发电机，它是由原动力传送装置，磁力传动调速装置，磁
轮，磁悬浮永磁发电机等几部分组成的。因其启动风力小的特点，它可广泛用于各种交通工具，工厂，农村，城市住宅小区，高层建筑等领域。 主权项： 一种磁悬浮永磁风力发电机，它包括：原动力传送装置、磁力传动调速装置、磁轮、磁悬浮永磁发电机等几部分。其特征在于：原动力传送装置中的磁轮，与由不同规格大小、不同转速比的磁轮组成的磁力传动调速装置，保持着一定的间隙；同时，磁力传动调速装置中的磁轮，与安装在磁悬浮永磁发电机转轴上的磁轮，也保持着间隙；在转轴与磁悬浮永磁发电机的端盖之间，安装有磁悬浮装置。 2、新型永磁风力发电机 申请人：白晶辉发明人：白晶辉 摘要： 本实用新型公开了一种新型永磁风力发电机，其特征在于发电机部分中的发电机定子绕组，其结构采用双线并绕的形式进行绕制，两个绕组的头尾通过开关器件串联在一起，控制电路B通过D1、D2对由运算放大器IC1组成的电压比较电路进行供电，运算放大器IC1组成的电压比较电路对发电机定子绕组L1和L2上的电压进行检测，并输出信号，通过对开关器件J1、J2的通、断，改变发电机定子绕组L1和L2为串联或并联。 主权项： 一种新型永磁风力发电机，其特征在于发电机部分中的发电机定子绕组，其结构采用双线并绕的形式进行绕制，两个绕组的头尾通过开关器件串联在一起，控制电路B通过D1、D2对由运算放大器IC1组成的电压比较电路进行供电，运算放大器IC1组成的电压比较电路对发电机定子绕组L1和L2上的电压进行检测，并输
海上风电全球研发资源 分布 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
全球海上风电创新资源分布研究报告 随着能源、环境问题的日益迫切和风能技术的不断成熟，全球海上风电行业从探索阶段逐渐走向成熟，已驶入快速增长轨道，步入投资繁荣时代。 目前我国海上风电已经处于起步阶段，正通过开展示范性项目积累经验。有利的一点是，当前海上风电在全世界仍然是一个较为年轻的产业，普遍存在高投入、高风险的特点，即使在那些技术领先的国家也尚未成熟。从专利上看，专门针对海上风电技术的专利在全部风电专利中所占比例还不大；在海上风电工程实践中，目前很多方面还没有完整的技术规范，这正是当前我国风电企业可以抓住的机会，积极参与研发与生产，力争在世界风电产业中占有一席之地。 海上风力发电是一个综合了空气动力学、电力电子、自动控制、机械制造、材料学、海洋气象、海洋腐蚀、现代化运输、信息管理等多个学科的新能源技术，具体来说涉及风电设备、零部件、控制系统、海上基础工程、海上运输安装、输配电与并网、机组防腐蚀等。这些技术创新成果都被各国研发机构申请了国际专利保护。 本报告的主要目的是根据对世界范围内海上风电专利状况的分析，从中了解该领域中全球主要技术创新机构与研发人才，以期为我国各级政府、特别是青岛市引进国外先进技术与人才、推动该产业发展提供事实性参考依据 本研究以专业的专利分析方法获取有关全球海上风电创新研发机构与相关人才信息。 本研究专题的数据来源为ORBIT专利家族数据库FAMPAT（95个国家及专利授权机构）全文数据库（包括中、日、美、欧等21个国家及专利授权机构）；分析工具为法国QUESTEL公司的ORBIT系统，该系统包含了世界上最新的专利情报，专利数据7000万，专利家族数据4000万。 检索策略： (OFFSHORE OR (OFF W SHORE) OR COASTOR SEA OR SEABEDOR SEABOTTOM OR SEACOASTOR SEAFLOOR OR OCEAN OR MARINE)/BI/SA AND (WIND OR WINDFARM OR WINDPARK OR WINDMILL OR WINDPOWER OR WINDPLANT)/BI/SA/CLMS AND (POWER OR ENERGY OR ELECTRIC OR TURBINE or BLADE or GENERATOR or (ELECTRIC d GENERAT) or (ENERGY w PRODUCT) or (ELECTRIC d ENERGY))
未来5年中国海上风电行业发展分析预测 2019-2020年全球海上风电行业发展分析 一、2019年 中投产业研究院发布的《2020-2024年中国海上风电行业深度调研及投资前景预测报告》中显示：2019年全球海上风电行业新增装机容量超过6GW，达到创纪录的6.1GW，占全年风电新增装机的10%。总容量达到29GW。2019年的安装量比2018年增加了35.5%，安装了4.5GW。 中国海上风电新增装机超过2.3GW，创下新纪录（根据国家能源局发布的数据，2019年中国海上风电新增并网装机为 1.98GW）。作为全球海上风电累计装机最大的国家，英国位居第二，2019年新增1.8GW。德国位列第三，2019年新增装机1.1GW。 图表2015-2019年全球各国海上风电新增装机容量 数据来源：GWEC 截至2019年底，全球海上风电累计装机为29.1GW，英国以9723MW的累计容量排名第一，德国7493MW位居第二，中国6838MW名列第三（根据国家能源局发布的数据，截至2019年底中国海上风电累计并网装机为5.93GW）。
图表2019年全球海上风电累计装机国家分布 数据来源：GWEC 二、2020年 WFO发布了“2020年上半年全球海上风电报告”，统计显示，尽管受新冠疫情影响，全球上半年海上风电投产容量仍然超过250万千瓦，达到了2.535GW。 上半年共有来自英国、中国、德国、葡萄牙、比利时和美国的10座风场的海上风机投产。投产风场的平均规模为254MW，而2019年全年投产的海上风场规模为325MW。 截止到2020年上半年，从累计数据来看，全球海风装机总量接近30GW（29.839GW），有总计157座海上风场投产，其中105座位于欧洲，50座分布在亚洲，2座来自美国。 2019-2020年中国海上风电行业发展分析 一、2019年 中投产业研究院发布的《2020-2024年中国海上风电行业深度调研及投资前景预测报告》中显示：2018年中国海上风电新增装机436台，新增装机容量达到165.5万千瓦，同比增长42.7%；累计装机容量达到444.5万千瓦。 《2019全球风能发展报告》显示，2019年中国海上风电新增装机容量为2395MW，海上风电累计装机容量为6838MW。2019年，全国海上风电新增并网装机198万千瓦，到2019年底，全国海上风电累计并网装机593万千瓦。 2019年中国海上风电新增总装机量约为2.4GW，其中已并网1.98GW。中国仍然是海上风电新装机容量的领跑者，2019年新增装机容量超过2.3GW，为2.395GW。在亚洲，中国台湾以120MW的新增装机容量排在第六位，日本以3MW的新增装机容量排在第八位。到2028年，中国的风力发电预计将达到约1000TWh，太阳能发电将超过700TWh。也就是说，到2028年，技术升级将推动中国风力发电增量达到700TWh。 图表2013-2019年中国海上风电新增和累计装机容量 单位：万千瓦
我国风电机组技术专利申请情况及分析 作者：马君 单位： 专业： 学号：
摘要：风能是一种清洁、廉价、储量极为丰富的可再生能源，不会带来环境污染问题，其储量也不会随着本身的转化和利用而减少。目前世界风力发电发展速度超过其他新能源发展速度。我国风能资源比较丰富，风能的开发可以缓解我国能源供应紧张的局面，也是我国实现减排目标的必要途径之一。本文试图对风电机组技术在我国的专利申请情况进行统计和分析。通过检索，统计风电机组技术的专利申请量，分析其历年的专利申请变化趋势，统计专利申请分布的技术领域，重点统计外国申请人，特别是外国大公司在我国的专利申请情况。 关键词：风能可再生风电机组 Abstract: the w ind energy is a clean, cheap, abundant reserves of renewable energy, won't bring environmental pollution problems, which is also not as the transformation and the use of itself reduction. The current world wind power development speed than other new energy development speed. Wind power in China resources abundant, wind energy in China's energy supply development can alleviate the tight, China is the necessary way to realize one of the targets. This article attempts to wind power generator technologies in China's patent application for statistics and analysis. Through the retrieval, the wind generator technology statistics of patent application, analyzes its calendar year patent application change trend, statistical patent application areas of technology, key distribution of foreign applicant, especially foreign statistics of big companies in China's patent application. Key words: w ind energy renewable Wind turbine patent
2021年海上风力发电行业市场调研报告
目录 1.海上风力发电行业现状 (5) 1.1海上风力发电行业定义及产业链分析 (5) 1.2海上风力发电市场规模分析 (7) 2.海上风力发电行业前景趋势 (7) 2.1新能源市场需求巨大 (7) 2.2具备自然资源上的优势 (8) 2.3为东南沿海省份提供能源补充 (8) 2.4海上风电技术要求更高 (9) 2.5海上风电成本更高 (9) 2.6大叶片和轻质化是趋势 (10) 2.7多种技术路线同台竞技，不相上下 (10) 2.8海上风电整机制造大型化 (10) 2.9运维设备专业化是未来趋势 (11) 2.10延伸产业链 (11) 2.11行业协同整合成为趋势 (12) 2.12生态化建设进一步开放 (12) 2.13需求开拓 (13) 3.海上风力发电行业存在的问题 (13) 3.1技术难度大，投资成本高 (13) 3.2管理体系不完善 (14)
3.3产业发展缺乏市场拉动力 (14) 3.4行业服务无序化 (15) 3.5供应链整合度低 (15) 3.6基础工作薄弱 (15) 3.7产业结构调整进展缓慢 (15) 3.8供给不足，产业化程度较低 (16) 4.海上风力发电行业政策环境分析 (17) 4.1海上风力发电行业政策环境分析 (17) 4.2海上风力发电行业经济环境分析 (17) 4.3海上风力发电行业社会环境分析 (17) 4.4海上风力发电行业技术环境分析 (18) 5.海上风力发电行业竞争分析 (19) 5.1海上风力发电行业竞争分析 (19) 5.1.1对上游议价能力分析 (19) 5.1.2对下游议价能力分析 (19) 5.1.3潜在进入者分析 (20) 5.1.4替代品或替代服务分析 (20) 5.2中国海上风力发电行业品牌竞争格局分析 (21) 5.3中国海上风力发电行业竞争强度分析 (21) 6.海上风力发电产业投资分析 (22) 6.1中国海上风力发电技术投资趋势分析 (22)
电器工业?２８? １．海上风电发展历史、现状及优势 在陆地风电快速发展的同时，风能利用的新的领域—海上风电悄然兴起。世界上很 多国家制定计划开发海上风电场。１．１ 海上风电发展的四个阶段［１］ 海上风电起始于欧洲，世界上第一台海上风电机组于１９９０年在瑞典Ｎｏｇｅｒｓｕｎｄ建成，容量为２２０ｋＷ，位于离岸３５０米，水深６米处。轮毂高度３７．５米。海上风电发展分为以下四个阶段： １） １９７７～１９８８，国家级海上风能资源潜力和相关技术的研究，论证建设海上风电场的可能性； ２） １９９０～１９９８，欧洲范围内海上风能潜力评估，一些拥有中型风力机的近海风电场相继建成； ３） １９９９～２００５，大型海上风电示范工程的建设和大型海上风力发电机组技术开发； ４） ２００５以后，大型海上风电场的规模化发展时期。１．２ 当前发展现状 到２００３年末，围绕欧洲海岸线，海上风电总装机６００ＭＷ，集中在丹麦、瑞典、荷兰和英国。目前最大的海上风电场是位于丹麦南海岸Ｎｙｓｔｅｄ风电场，容量为１６６ＭＷ。于２００３年１２月开始发电，该电场发的电可以满足１４５０００户家庭的用电需求。到２０１０年，欧洲海上风电的装机容量将达到１００００ＭＷ。 ◎ 中国科学院电工研究所 鄂春良 海上风力发电及其控制技术 在陆地风电快速发展的同时，风能利用的新领域——海上风电悄然兴起。本文介绍了海上风力发电的发展现状和技术趋势以及海上风电机组平台基础建设的一个新方法——集中发电平台。分析了海上风力机的主要机型及其控制特点。最后简要分析海上风电的经济性及其发展前景。 表１ 运行中的近海风电场 While terrestrial wind power develops quickly, marine wind power - the new field of wind power utilization - emerges without notice. This article introduces the development situation and technical trend of marine power generation, as well as a new method for construction of platform for marine wind power generation units - centralized power generation platform. It analyzes the major types of marine wind power generation units as well as their control characteristics. Eventually, it briefly analyzes the cost-effective characteristics of marine wind power and its development prospect. 目前正在运行中的海上风电场如表１所示［３］。１．３ 发展海上风电的优势发展海上风电具有以下优势［２］： １） 海上风力资源大大高于陆上，这已经被建成的海上风场所证实，离岸１０ｋｍ的海上风速通常比沿岸陆上高约２５％； ２） 海上风湍流强度小，具有稳定的主导风向，机组承受
一种制备风力发电叶片的方法 摘要： 本文将介绍一种风力发电叶片的制备方法，这一方法可以解决复合材料叶片的粘接问题并能有效避免有毒物质对操作工人的损害。其制作过程简介如下：通过两个模具型面（22,48）和其中的芯模（3）形成一个封闭的型腔（51），在型腔里面随形铺放纤维材料（45,47）和芯材。通过在型腔（51）内建立起的真空体系，基体材料（57）通过铺放在模具下部边缘的导流管（29）注入模具内。以此，当生成的流体前峰（61）到达叶片后缘边并从胶液溢出口中渗出时，表明灌注已经完成。 Inventer：Stiesdal; Henrik (Odense C, DK), Enevoldsen; Peder Bay (Vejle, DK), Johansen; Kaj(Aabybro, DK), Kristensen; Jens Jorgen O(Nibe, DK), Norlem; Michael (Svenstrup, DK), Winther-Jensen; Martin (Haslev, DK) Assignee（代理人）：Bonus Energy A/S (Brande, DK) Appl. No.（适用号）：10/292,904 Filed（归档时间）：November 13, 2002 Foreign Application Priority Data （其他国家专利申请情况）Nov 13, 2001 [DK] 2001 01686 Nov 22, 2001 [DK] 2001 01745 Current U.S. Class: 264/314 ; 264/258; 264/313; 264/571; 416/230 Current International Class: B29C 70/36 (20060101); B29C 70/48 (20060101); B29C 33/00 (20060101) Field of Search（检索号）: 264/510-512,257-258,324,102,313,314,317,571 416/132B,230
海上风力发电及其关键技术分析 发表时间：2019-04-17T10:00:32.630Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第35期作者：张旭明 [导读] 由于人类社会生产和生活方式的发展，电能是使用技术最为成熟和应用最为广泛的能源。因此对天然能源最有效的利用方式是将这些能源首先转化为电能，将电力能源供应给个人或者企业用户之后，再根据具体使用需要将其转变成动能、热能以及光能等形式 张旭明 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广东广州 510663 摘要：由于人类社会生产和生活方式的发展，电能是使用技术最为成熟和应用最为广泛的能源。因此对天然能源最有效的利用方式是将这些能源首先转化为电能，将电力能源供应给个人或者企业用户之后，再根据具体使用需要将其转变成动能、热能以及光能等形式。因此能量的转换技术是现代人类社会生产和生活中应用的最关键的技术之一，而发电技术是其中影响最深远的一种。 关键词：海上风力发电；关键技术；分析 1导言 我国风力资源储量十分丰富。近年来，我国陆地风电产业发展十分迅速，但是存在建设用地、电网条件以及环保等问题，极大地制约了陆地风电的发展。同时，我国的海岸线较长，风能资源十分丰富。有关调查表明，海上的风速要比陆地高出20%以上，单位面积可增加70%以上的发电量。因此，研究分析海上风力发电及其关键技术具有重要的现实意义。 2海上风力发电技术概述 与传统能源的开采利用相比，扑捉和利用海上风力资源面临空前的技术难题。这些技术问题涵盖了能量转换设备的设计研发、发电设备的安装施工、海上风力发电电能的传输和供电网络的建设以及海上风力电场的运维管理等方面。因此尽管早在二十世纪的七十年代就有人提出了利用海上风力发电的设想，但是全面的科学研究和实践应用到上个世纪末才真正的全面展开。这由于与陆地风力发电技术的研究相比，海上风力发电面临的复杂施工地质环境缺乏成熟和可借鉴的工程技术做为基础，针对海水的波浪冲击、海冰影响、海水腐蚀以及海上风力和风向变化也没有系统的荷载计算和分析标准。另一方面因为特殊的工程环境和施工、运输以及运维技术需要等因素，造成海上风力发电场建设缺少足够的成熟经验做为参考，导致建设海上风力发电场的投资规模和回报率具有很多不确定性，因而海上风力发的商用推广近十年才随着相关技术的日渐成熟真正展开。 3海上风电与陆上风电的对比及其技术难点 3.1海上风电与陆上风电的对比 （1）随着高度的变化，海上风速呈现下降趋势，因此在海上实现风力发电可以有效利用塔架，降低海上风湍流的强度，使主导风向处于稳定状态，有效避免风力发电机组因疲劳负荷出现故障，延长风力发电机组的使用寿命。一般情况下，它将会比在陆地的使用寿命高2.5～3倍。（2）由于海面上障碍物较少且海平面粗糙度较低，相对而言风速的大小和方向都不会产生较大变化，风况好于陆地。（3）通常情况下，海上的风速要比陆地上高25%，且不会受到噪音影响。因此，基于相同发电设备的基础上，在海上风力发电要比陆地上增加25%以上的发电量。 3.2海上风电的技术难点 （1）在海面上，风力发电设备需要面临大风和海浪的冲击。在进行风电机组安装和建设过程中，它的支撑结构（塔架、基础和连接等）的施工质量要求较高，不仅需要能够应对各种恶劣的海上气候环境，还需要具有较高的防腐蚀性能。（2）很多风力资源分布在5～50km的海岸，这些区域大多水深超过50m，给海上风力发电场的施工带来了巨大影响。一般情况下，常采用贯穿桩结构进行基础的海底固定，如重力基础、多脚架基础等，但是这些建设成本都较高。 4海上风力发电基础形式及其关键技术原理简析 4.1海上风力发电基础设计分类概述 设置在海上的风力发电的主要设备需要有具有一定承重能力和稳定性的基础，才能够稳定可靠的捕捉和转化海上的风能，因此基础的设计主要需要考虑其承重能力和在复杂的海上环境与风电设备运转带来的荷载下工作的稳定性。根据基础与海床之间的相对关系，目前的设计基本可以分为固定式和悬浮式两种。其中悬浮式的基础设计是针对海水深度大于五十米的情况，参照海上石油天然气开采平台的建设技术而研究的，目前还没有具体的实践应用。而因海床工程地质条件和海水深度的不同，固定式基础的具体结构又分为多种形式。 4.2重力式基础原理及其技术要点 重力式的海上风力发电基础设计是在传统的船坞和码头工程技术的基础上，根据风电设备的运行和安装需要改进而成，因此基础的设计、预制、运输和安装技术都比较成熟。其原理是利用基础自身材料的和所承载的风电设备的重力，实现整个发电设施在海床上的稳定运行，因此在具体的技术参数的设计中的关键是计算风电设施的运转和环境带来的荷载[3]。目前重力式基础的应用主要受到海床工程地质条件、海水深度和经济性的限制，首先由于重力式基础的稳定性要求海床天然结构比较坚实，并且在预制的基础沉入海底之前需要对海床进行预处理，而在我国很多近海海床存在软土层，导致预处理所需要耗费的成本比较可观；其次由于技术条件和经济性所限，目前重力式基础的使用仅限于海水深度小于10m的海域。 4.3桩基式基础技术原理及其应用 在目前已经建成的海上风力发电场当中，桩式基础的应用占有最大的比例，尤其是其中的单桩式基础，是海上风电大国丹麦海上电场建设的主要基础形式。这一方面是因为这一设计形式的施工技术相对简单和经济，另一方面与丹麦沿海的海床工程地质条件有关。单桩式基础的材料采用大径空心柱形钢管，利用大功率的打桩设备直接嵌入海床，为了实现风电设施在海上的可靠稳定运行，单体式的钢管直径最大可达六米，能够适用的海水最大深度为30m。但是由于来自海水、海风和风机运行荷载的承载形式所限，这种风电设施基础形式对海床工程地质的要求相对较高，而且由于目前海上风力发电机组的单机容量越来越大，单桩的直径过大导致其经济性变差和面临施工技术瓶颈。因此在实践应用过程中又演化出了单立柱三桩、导管架式以及多桩承台式等多种桩基式基础，通过复杂的结构形式来增强基础的稳