風(fēng)機(jī)葉片需要緊跟市場形勢！近日，中國科學(xué)院工程熱物理研究所研究員趙曉路指出，基于中國風(fēng)資源狀況的特點(diǎn)，開展抗臺(tái)風(fēng)葉片、低風(fēng)速葉片、仿生葉片和低噪音葉片等一系列區(qū)域化技術(shù)的研究是目前及未來葉片研發(fā)的趨勢。
不久前，由中國科學(xué)院工程熱物理研究所與河北保定華翼風(fēng)電葉片研究開發(fā)有限公司完成的適合中國風(fēng)資源狀況的系列化風(fēng)輪葉片研究開發(fā)科研成果通過了鑒定委員會(huì)鑒定。
據(jù)華翼風(fēng)電副總經(jīng)理劉從慶介紹，適合中國風(fēng)資源狀況的系列化風(fēng)輪葉片研發(fā)將助推我國低風(fēng)速風(fēng)電場開發(fā)。
期待新型葉片研發(fā)
我國風(fēng)資源豐富，但不同區(qū)域的氣候環(huán)境和風(fēng)資源狀況差距較大。目前，我國大規(guī)模風(fēng)能開發(fā)利用主要集中在風(fēng)能資源豐富的高風(fēng)速區(qū)，而我國的風(fēng)力資源中符合國際電工委員會(huì)（IEC）標(biāo)準(zhǔn)類的風(fēng)資源居多，是接近類和類風(fēng)資源總量的兩倍。
我國可利用的低風(fēng)速資源面積，約占全國風(fēng)能資源區(qū)的68%,且接近電網(wǎng)負(fù)荷中心，主要集中在福建、廣東、廣西、安徽、湖南、湖北、江西、四川和云貴地區(qū)。
目前，我國還基本處于低風(fēng)速發(fā)電開發(fā)的初級(jí)階段。趙曉路說，隨著我國風(fēng)電的發(fā)展，國家文件明確指出，把加強(qiáng)低風(fēng)速風(fēng)電開發(fā)納入十二五風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃，低風(fēng)速地區(qū)的風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模將會(huì)不斷加大。
不同的地域和氣候特征也給葉片的設(shè)計(jì)帶來不同要求。趙曉路指出，不同區(qū)域的風(fēng)資源具有不同的特點(diǎn)。同時(shí)，我國海上風(fēng)資源豐富，開發(fā)海上風(fēng)電葉片也是發(fā)展的必然。
同時(shí)，隨著葉片的大型化，為了降低葉片的運(yùn)輸成本，保證葉片運(yùn)輸安全，進(jìn)行分段式葉片開發(fā)已經(jīng)成為必然。而隨著風(fēng)機(jī)葉片尺寸和重量的不斷增長，風(fēng)機(jī)的控制越來越困難，因此智能葉片也是風(fēng)電技術(shù)研究的重要方向之一。趙曉路說。
開拓低風(fēng)速市場的挑戰(zhàn)
低風(fēng)速市場的開拓，是對(duì)風(fēng)機(jī)技術(shù)和性能的挑戰(zhàn)。趙曉路指出，由于低風(fēng)速區(qū)風(fēng)能密度較低，風(fēng)電機(jī)組必須通過采用更大的葉片和優(yōu)化的設(shè)計(jì)捕獲更多的風(fēng)能，從而提高發(fā)電效率。隨著葉片的加大，如何控制葉片質(zhì)量及載荷成為低風(fēng)速葉片設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。
2006年初，由中科院工程熱物理研究所、中國風(fēng)能協(xié)會(huì)與保定國家新能源設(shè)備產(chǎn)業(yè)基地共同發(fā)起、組建的國內(nèi)第一個(gè)風(fēng)電葉片專業(yè)化的研發(fā)機(jī)構(gòu)保定華翼風(fēng)電葉片研究開發(fā)有限公司在保定國家高新區(qū)注冊(cè)成立。2008年1月申請(qǐng)成為河北省風(fēng)電葉片工程技術(shù)研究中心。
作為河北省風(fēng)電葉片工程技術(shù)研究中心，該公司針對(duì)葉片氣動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模芯設(shè)計(jì)與制造、模具設(shè)計(jì)與制造、葉片生產(chǎn)工藝、葉片檢測等葉片研發(fā)全過程展開工作，目標(biāo)是建立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的葉片研發(fā)體系和具有一流風(fēng)電葉片研發(fā)能力的公共技術(shù)服務(wù)平臺(tái)。
2007年11月，該中心投產(chǎn)了中國第一片1.5/2.0兆瓦風(fēng)電葉片。
2009年10月，運(yùn)用該中心大尺寸預(yù)彎式風(fēng)電葉片的設(shè)計(jì)技術(shù)研制的1.5兆瓦38米葉片實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，在內(nèi)蒙白云鄂博風(fēng)場實(shí)現(xiàn)掛機(jī)運(yùn)行。
該型號(hào)產(chǎn)品是國內(nèi)第一個(gè)通過鑒衡認(rèn)證中心認(rèn)證的1.5兆瓦級(jí)風(fēng)輪葉片，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國際同類產(chǎn)品水平，為建立我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的葉片設(shè)計(jì)體系奠定了基礎(chǔ)。
打造適合我國風(fēng)資源狀況的葉片
據(jù)趙曉路介紹，在適合我國風(fēng)資源狀況的系列化風(fēng)輪葉片研究開發(fā)中，主要從氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)兩方面采取了措施，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)以降低載荷、控制重量，同時(shí)考慮年發(fā)電量為目標(biāo)的風(fēng)輪葉片的氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。
據(jù)悉，該項(xiàng)目在國內(nèi)率先建立了集基礎(chǔ)理論、氣動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、載荷分析、材料、工藝、檢測研究為一體的先進(jìn)的葉片研發(fā)平臺(tái)，形成了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的系列化葉片研發(fā)體系，并已完成1.5兆瓦38米/40.3米/42.8米系列風(fēng)輪葉片設(shè)計(jì)、制造、檢測，實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)。同時(shí)，該設(shè)計(jì)技術(shù)已應(yīng)用于2.5兆瓦及3兆瓦系列葉片。
今年早些時(shí)候，中國科學(xué)院適合中國風(fēng)資源狀況的系列化風(fēng)輪葉片研究開發(fā)成果鑒定會(huì)舉行。鑒定委員會(huì)認(rèn)為，該成果建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的風(fēng)電葉片研發(fā)體系，首次實(shí)現(xiàn)了我國自主研發(fā)的葉片設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)的對(duì)外輸出，研究成果處于國際先進(jìn)水平。
據(jù)劉從慶介紹，適合我國風(fēng)資源狀況的系列化風(fēng)輪葉片這一成果目前已有3個(gè)型號(hào)的葉片實(shí)現(xiàn)了掛機(jī)運(yùn)行，分別在新疆、內(nèi)蒙古、寧夏、河北等地應(yīng)用，掛機(jī)情況良好。
隨著國家風(fēng)電產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整，十二五規(guī)劃的1億千瓦風(fēng)電裝機(jī)目標(biāo)中，將有2000萬千瓦的份額屬于低風(fēng)速風(fēng)電開發(fā)。劉從慶說，該項(xiàng)成果形成的適合我國低風(fēng)速風(fēng)資源特點(diǎn)的葉片設(shè)計(jì)開發(fā)技術(shù)，可以滿足未來我國風(fēng)電開發(fā)的需求。
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