风电领域国际专利分析
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2011年5月
情报探索
第5期(总163期)
风电领域国际专利分析
孙安萍王玉平李志民
(西南科技大学经济管理学院四川绵阳621010)
(西南科技大学图书馆四川绵阳
621010)
(中国工程物理研究院科技信息中心
四川绵阳
621900)
摘要:以德温特数据库为信息源,采集1950--2009年的国际风电专利文献,利用分析软件。从专利的时空分布、主要技术领
域、重要专利权人等方面对其进行计量分析,以揭示谊领域的技术研发状况。
关键词:风帚.国际专利文献计量分析德温特数据库
中图分类号:G358
文献标识码:A
doi:10.3969/j-issa.1005—8095.2011.05.025
近年来,风电作为全球公认的可以有效减缓气候变化,提高能源安全,促进低碳产业经济增长的方案,得到了各国的高度关注,风电产业发展速度明显加快,风力发电技术日臻完善【1】。我国的风电行业兴起于上世纪80年代初,起步较晚,但发展迅猛。2006年跃居年度风电专利排行榜首位,随后迈入跨越式发展时代。尽管专利数量增长迅猛,但同欧美等技术先进国的风电设备相比,国产风力发电装置在质量、性能、可靠性等方面均急需提高。而缩短差距的方法之一。便是引进国外的先进技术,解决风电机组的国产化[铂。这就需要搜集国外的风电技术资料并加以分析。以发掘国外先进技术的精髓之所在。专利文献是了解国外先进技术的有效途径之一。它能够反映出科学技术研发领域中应用性、刨见性较强的一线成果与思路。通过对专利文献的检索、统计和分析。人们能够发现重要的战略和创新性信息.如专利文献的时间和空间分布能够反映技术未来的发展态势.国际专利分类能够反映主要技术领域,优先权国家分布和专利权人分布能够反映出国家(地区)或企业的技术经济实力及专利权人的经济利益趋向和市场扩展情况等【3】。目前。针对风电的研究主要集中于基础或应用的技术性研究。尚未见对其专利文献进行研究。本文旨在通过国际专利文献的计量分析,为我国风电领域的研发及相关工作提供思路。1检索方法及分析方法本文以德温特数据库(DII)为信息源。检索时间为1963。2009年(DII收录年),数据库更新时间为2010年3月29日。构造检索式髑=(((’dndforceORwindenergy0Rwindturbine*)AND(power0Rgenerat*))OR(windpower0Rwindelectric*)),检索到风电相关专利文献71190篇。利用汤姆森数据
分析师(TDA)和MS
Excel软件进行统计。
本文采用优先权年。其可以反映一项发明的最
早出现时间,因此可能先予DII的收录时间。另外,
需要指出的是。由于专利申请时有18个月的公布
期,以及DII数据库数据收集及录入延迟的缘故,采
集数据时2007年以后的专利还没有完全收录。因
此,2008、2009年的各项专利统计指标仅供参考,不
能代表发展趋势。
2统计结果及分析
2.1
风电专利数量变化总体趋势
利用TDA对检索到的71190篇风电专利文献
进行数据清理后,得到71115篇。优先权年跨度为
1950。2009年。其中1950—1970年的年度专利文献
量均少于100篇,因此未在图l中展示。
从图l可以看出,1970年数量首超100篇,随后
10年快速增长;进入80年代后,稳定在1
500一1700
篇;90年代初,因受专利大国前苏联解体影响,数量
有所下降,但很快回升并于90年代末再次进入快速
发展期;进入21世纪,专利数量增长迅猛,尤其是
2006年达到54%的增长率。近10年来专利数量的
迅猛增长与各国大力发展绿色能源和低碳经济有着
直接的关系,各国政府采取的激励政策在很大程度
上促进了风电技术和产业的发展。
2.2风电专利优先权国家(地区)分布
在优先权国家(地区)分布方面,按专利数量排
名前五的国家依次为日本、前苏联、中国、美国、德
国,其中日本领先优势明显,专利数量占了世界总量
的26%。此外,韩国、法国、俄罗斯、英国、欧洲专利局
也位居前十位(见表1),前十国(地区)的专利数量
占全部风电专利数量的91%。
1950—2009年风电专利数量排名前十的优先权
收稿日期:2010一10一23
作者简介:孙安萍(1982-一),女,2008级硕士研究生,研究方向为科技情报;王玉平(1958一),男,教授,硕士生导师,研究方向为科
技情报;李志民(1960一),男,研究员,硕士生导师,研究方向为科技情报。
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情报探索第5期(总163期)
图1
1970—2009年世界风电专利量
表1
19∞一2009年风电专利数■居前十位的优先权国采I地区)
排名优先权国家
专利量(件)所占比例(%)
1日本1927526
2前苏联ll83016
3中国1004914
4美国888012
5德国7832ll
6韩国28154
7
法国
l96|23
8俄罗斯l8292
9英国l6452
10欧洲专利局l018l
国家(地区)年专利量见图2。
3500
3000
2500
2000
世
咖
幕1500
咖
1000
500
0
(1)日本。日本是目
前风电专利申请的主要
国家。该国的第一项风
电专利申请于上世纪60
年代,进入70年代后,
日本在该领域的专利申
请便逐年增多。进入80
年代后开始迅速增长。
前苏联解体后。日本在
风电专利领域一枝独
秀。1994年共申请风电
专利943件,比当年其
他所有国家申请的风电
专利总和还要多。
(2)前苏联和俄罗斯。前苏联是最早申请风电专
利的国家,该国的风电专利始于1950年,70年代以
后发展迅猛.解体前一直处于世界领先地位。在解体
近20年后的今天。风电专利总量仍雄踞全球第二,
前苏联当年在该领域的科研实力可见一斑。解体后
的几年中.前苏联主体俄罗斯的风电专利数量波动
较大,1998年以后渐趋稳定,但在该领域的科研实
力大不如前。
(3)中国。中国的风电行业兴起于上世纪80年
代初,第一项风电专利出现于1982年。当时国家把
风力发电作为农村电气化的措施,主要研制、示范和
应用小型风力发电机组。供农牧民和渔民一家一户
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圈2
1950—2009年风电专利数量排名前十优先权国家(地区)的年专利■
使用。虽然起步较晚,但近年来发展迅猛。2000年以后,我国的风电专利数量每年以不低于28%的速度增长,2006年的增幅甚至达到了304%。也正是在这70一年,我国取代日本成为风电专利数量最多的国家。
2007年<可再生能源中长期发展规划》颁布后,我国
风电行业迈入跨越式发展时代。几年的时间,便成为
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孙安萍等:风电领域国际专利分析第5期(总163期)
继美国、德国、西班牙之后的全球第四大风力发电国。
(4)美国。美国从OPEC石油禁运开始正式对风能技术进行研发投资,总体资助远高于其他国家,但却不稳定——年度研发支出在80年代初达到峰值。而后开始下降,90年代又有所回升。由于政策方面缺乏一贯的支持。美国风电行业在90年代发展缓慢。从1999年起美国风电行业开始复苏,并随着:2002年通用电气公司的加入获得新生【51。(5)德国。同美国类似。德国对风能技术研发也给予了大量的财政支持,支持经费总量仅次于美国。德国政府支持风电研发的高峰出现在上世纪80年代初;政府的资助水平各年度也缺乏连续性。时断时续。进入90年代后专利数量开始稳步上升。这得益于德国从1989年开始的风电示范项目[嗣。政府按电量给予税收返还性质的补贴.为德国风电技术研发提供了良好的环境。德国支持研发大型风机技术,是大型风机制造商的故乡【7】。(6)韩国。韩国同我国类似,在风电领域起步较晚,于80年代申请第一项风电专利。同样是在进入新世纪以后,风电专利数量增长迅速。(7)法国和英国。法国和英国也是起步较早的国家,两国第一项风电专利申请于60年代中期。专利数量发展轨迹基本重合,且一直保持稳定。两国的专利数量一直没有太大的增长。是因为此前两国并未将风电作为本国的主要发展方向。综上。前苏联和欧美国家在风电领域开展研发的时间较早。而亚洲国家中只有日本起步较早。在欧美国家缓慢发展的同时,日本不断增强自身研发实
力,迅速缩短与欧美国家的距离并实现反超。中国和
韩国虽起步晚,但2000年以后发展迅猛,特别是近
年来发展速度惊人。欧美是传统的技术强国,但发展
缓慢;亚洲各国是风电领域的新秀,但后劲十足。此
外,国家政策是关乎风电行业发展的一个重要因素,
只有政府支持鼓励风电行业的发展,营造有利的政
策环境,风电行业才有能得到迅捷而高效的发展。
2.3风电专利国际专利分类号分布
国际专利分类(Intemational
Patent
Classifica-
tion,IPC)是世界各国专利机构都采用的专利分类方
法,按五级分类:部、大类、小类、主组、分组。同一个
专利可能拥有多个IPC分类号。
在71
115篇风电相关专利中,涉及4位国际分
类号650个。数量居前十位的专利主要涉及耽的
B、F、G、H
4个部,分别代表作业、运输;机械工程、照
明、加热、武器、爆破;物理;电学【耵。具体来看,B部只
涉及B65H,表示搬运薄的或细丝状材料,如薄板、条
材、缆索;F部只涉及F03D,表示风力发动机;G部只
涉及G01R,表示测量电变量、测量磁变量;H部涉及
内容较多。包括H01F、H02H、H02J、H02K、H02M、
H02P、H05B。具体涉及的Ⅱ'C分类号及其含义见表
2。由此可见。目前风电专利主要集中于风电产业的
核心——风电设备制造领域。
裒21950-2009年世界风电专利文献量居前十位的4位IPC分类号
对表2中的10项]PC分类号进行分析,发现其
在1950。2009年的变化轨迹大体可分为3类:第一类仅包括H02K:第二类集中了F03D、HOIF、H02M、H02P等4个IPC分类号;第三类集中了B65H、C01R、H02H、H02J、H05B等5个眦分类号。第一类H02K表示电机。2000年以前,电机的专利数量始终多于其他两类的专利数量。表明科研人员对电机的研究多于其他领域。2000年。风力发动机的专利数量超过电机。自上世纪90年末。科研人员开始将注意力转向风力发动机,此后该领域取得迅猛发展,并一举成为最受关注的技术领域。风力发动机的专利文献量超过1000篇的国家依次为德
国、中国、日本、美国,除美国外的三国在该领域实力
相当;此外,风力发动机为我国所申请的风电专利中
数量最多的一个领域。而在传统的H02K领域。主要
贡献者为前苏联和日本。日本视其为本国最重要的
技术领域。
第二类中除F03D外,其余3个涉及专利数量
均稳步增长,且波动轨迹与H02K类似,只是数量不
及H02K多。表明H01F、H02M、H02P这3个是风电
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