(1)风电叶片基本情况介绍
风电整机通常由叶片、塔架、齿轮箱等零部件组成,其中,叶片是风机最基础的关键零部件之一。风电叶片将空气的动能转化为叶片和主轴的机械能再通过发电机转化为电能。为满足复杂工况下的高效率发电,风电叶片要求外型设计、密度轻、强度高、韧性强,除外形设计以外的力学性能要求都直接与风电叶片的结构和材料有关。
因此,风电叶片在风机整机中处于核心地位,是决定整机成本、发电效率、利用小时数等风电性能的关键要素之一。风电叶片结构包括主梁系统、上下蒙皮、叶根增强层等,主梁系统包括主梁与腹板,主梁负责主要承载,提供叶片刚度即抗弯和抗扭能。
腹板负责支撑截面结构,预制后粘接在主梁上;蒙皮形成叶片气动外形用于捕捉风能,通常在形成主梁结构后,上下蒙皮通过前、后缘与主梁结构粘接成为叶片;叶根增强层将主梁上载荷传递到主机处。
(2)风电叶片产业链简介
风电叶片是风电产业链的关键组成部分,风电叶片产业链可大致分为上中下游三部分,其中上游主要以树脂、增强纤维、夹层材料、结构胶等原材料供应商以及专用设备制造商,中游主要以包括风电叶片在内的各类风机零部件生产商为主,下游主要为各大风电整机制造商为主。
2、行业技术水平及技术特点
(1)技术水平
我国风电叶片制造技术系在引进、消化、吸收海外技术的基础上发展形成的,经过多年的技术工艺改进与应用经验积累,相关生产工艺逐步成熟完善。与此对应,随着风电叶片制造工艺的发展,风电叶片智能设备也逐步升级换代。现阶段,以公司为代表的国内风电叶片智能设备制造商已构建起具备自主知识产权的核心技术体系。
(2)技术特点
风电叶片智能设备是集工业设计、机械工程、电气工程、软件工程、系统集成等多行业、多学科领域交叉融合的产物,技术复合性强,风电叶片智能设备制造商需要全面掌握多种技术才能够具备研发、生产合格产品的能力。同时,因风电叶片的主体多采用玻璃纤维增强树脂,叶尖及主梁使用碳纤维,前缘、后缘采用夹层结构复合材料,风电叶片智能设备制造商需要对各类材料具有充分、深刻的理解,才能制造出适应复杂工况的智能化设备。
3、行业技术的发展趋势
随着科技的进步,风电叶片制造行业整体自动化、智能化程度有所提高,从以往主要依靠人工加工生产叶片,发展到利用智能化设备代替部分人工生产叶片,但与工厂智能化的目标尚存在较大的差距。现阶段,风电叶片制造商对智能装备的需要不断增强和延伸,并以打造风电叶片全流程智能生产线为最终目标,这也催生了行业技术的发展方向。
4、行业内主要企业
风电叶片智能设备行业内的主要企业包括国外的海德里希、德派公司,以及国内的上海伟诺自动化设备有限公司、江阴市科诚技术有限公司等。
(1)海德里希
海德里希成立于 1963 年,总部位于德国法兰克福。该公司主要业务包括设计和咨询、设备技术、数据管理、服务、改进;主要产品包括浇注树脂绝缘设备、压力成型机、混料和计量系统、油纸干燥和稳定处理、真空压力浸渍等;主要应用行业包括电子、电气、汽车、医药、风电、复合材料等。1996 年,海德里希在中国投资建立全资子公司海德里希(厦门)真空机械制造有限公司,主要负责海德里希在中国地区的进口设备的安装调试,为用户提供备品备件及售后服务。
(2)德派公司
德派公司成立于 1970 年,是德国海葛凯集团(HUK)旗下从事定量涂胶和混胶设备生产的制造商。该公司主要业务为处理单组分材料,如硅胶、油脂、润滑剂和胶粘剂,以及多组分材料,如聚氨酯、树脂等;主要产品包括定量泵及元器件、单组份定量系统、双组份混胶系统、自动涂胶系统、动态混合头等;主要应用行业包括汽车、航空航天、新能源、电子、轨道交通、轮船、医疗等。2010 年,德派公司进入中国市场,成立德派(上海)计量科技有限公司。
(3)上海伟诺自动化设备有限公司
上海伟诺自动化设备有限公司成立于 2014 年,位于上海,该公司主要业务为流体精密控制系统的研发、生产、销售;主要产品包括灌注一体机、合模结构混胶机、糊状代木混合设备、恒压配胶机、不饱和混胶机等用于环氧树脂、不饱和树脂、结构胶、胶衣等各类胶体精密计量和混合的设备;主要应用行业包括航空航天、交通运输、白色家电、风电行业、汽车等。
(4)江阴市科诚技术有限公司
江阴市科诚技术有限公司成立于 2009 年,位于江苏无锡,该公司主要业务为设计、研发、制造液压系统及零部件、自动化设备、特殊工装;主要产品包括风电叶片模具液压翻转系统、风电叶片梁用拉挤板后处理智能生产线、风电叶片龙门式转运车、风电叶片自动化 NDT 设备、氢能制氢电解槽用镍材料、光伏边框拉挤设备等;主要应用行业包括风电、光伏、氢能等。