基于對經(jīng)濟、政治、環(huán)保等因素的綜合考量，各國政府都已經(jīng)將風能納入綜合能源解決方案，風能產(chǎn)業(yè)得以迅猛發(fā)展。面對強有力的可持續(xù)發(fā)展勢頭，風力發(fā)電機組葉片作為風電設備最關(guān)鍵部件，所需材料、生產(chǎn)工藝越發(fā)受市場關(guān)注。
　　當今，多數(shù)大型風力發(fā)電機的葉片均由多種復合材料制成，應用在機艙罩，輪轂，塔架等關(guān)鍵部位，其良好的設計、可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證機組正常穩(wěn)定運行的決定因素。業(yè)內(nèi)專家表示，風機葉片制造商需要全新的一體化復合材料設計解決方案，才能滿足不斷增長的市場需求，以更快的速度開發(fā)出價格更具競爭力的產(chǎn)品。
　　葉片“大型化”考驗企業(yè)實力
　　雖然我國是風資源大國，但是陸地上超過50%的風資源都屬于“低風速”資源，風速在全年3/4以上的時間里保持在每秒5米~7米之間，無法達到每秒近10米的額定風速。因此，要捕捉并充分利用低風速資源、實現(xiàn)風機滿負荷發(fā)電，就必須提高風電葉片的捕風能力，研制功率大、葉片長的風電葉片。
　　風機大型化趨勢的日益明確，使得大風力葉片的生產(chǎn)能力成為衡量企業(yè)實力的標準。
　　中國南車株洲研究所旗下時代新材公司自主設計的2兆瓦56.5米低風速葉片，于2014年7月中旬通過靜力試驗考核，并于7月底簽下首筆訂單。中材科技風電葉片有限公司在2014年投資15億元，新上15套3兆瓦、6兆瓦的模具，年產(chǎn)大功率海上風電葉片800套，并在2014年11月正式推出亞洲最長、世界第三長的風機葉片sinoma77.7。新疆金風科技股份有限公司與上緯精細化工有限公司成立合資工廠，生產(chǎn)葉片用樹脂材料，為大型葉片的研制打通上游產(chǎn)業(yè)鏈。首期項目于今年第二季度投產(chǎn)，可年產(chǎn)4萬噸樹脂，第二階段將再增加6萬噸的產(chǎn)能。
　　江蘇恒神纖維材料有限公司副總裁易明表示，“葉片大型化”并不是意味著只追求體積大的葉片，而是要將長度的設計全方位結(jié)合機組性能、載荷、發(fā)電量、可靠性及噪音等因素進行綜合考量。如海上的風電機組，不僅要求葉片加輕量化，還要具備很強的抗臺風能力。“葉片的研發(fā)思路需要通過整體優(yōu)化設計才能達到最優(yōu)的使用成本。”易明說道。
　　碳纖維復合材料將擔重擔
　　當風機葉片長度增加時，重量的增加快于能量的提取，因為重量的增加和風葉長度的立方成正比，而風機產(chǎn)生的電能和風葉長度的平方成正比。隨著葉片長度的增加，風力發(fā)電裝置對增強材料的強度和剛度等性能提出了新的要求，玻璃纖維復合材料性能已經(jīng)趨于極限，因此，在發(fā)展更大功率風力發(fā)電裝置和更長葉片時，尋求性能更好的復合材料勢在必行。
　　易明認為，要實現(xiàn)葉片大型化，大絲束碳纖維復合材料將挑重任，國外風電市場已經(jīng)將大絲束碳纖維復合材料列為葉片首選材料。
　　遠景能源科技有限公司董事長張雷同樣看好大絲束碳纖維復合材料。他指出，為保證在極端風載下葉尖不碰塔架，葉片必須具有足夠的剛度。減輕葉片的重量，又要滿足強度與剛度要求，最有效的辦法是在主承力梁上利用碳纖維增強效果。
　　張雷表示，從技術(shù)角度來講，當風力機超過3MW、葉片長度超過40米時，在葉片制造時采用碳纖維已成為必要的選擇。根據(jù)測算，葉片越長，使用碳纖維材料就越有優(yōu)勢，因為碳纖維材料不但輕，而且強度很高，從而在使主梁重量有效降低的同時，還可以使葉片其他部分減重。換言之，更高的強度促使被減輕的重量在更長的葉片身上呈現(xiàn)幾何式增長，從而使更長的葉片在使用碳纖維材料時，綜合成本更低。
　　技術(shù)整合解決方案引起重視
　　然而目前，國內(nèi)碳纖維復合材料之所以在風力葉片上的應用遠落后于世界進程，主要原因是缺乏自主設計的知識產(chǎn)權(quán)。“國內(nèi)自主生產(chǎn)的碳纖維復材目前還達不到大功率風電裝置的長久使用要求，原材料大量進口的后果就是自主知識產(chǎn)權(quán)的喪失。盡管我們希望國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)早日在風電領(lǐng)域獲得一份認可，但卻不希望因進攻盡力而重復出現(xiàn)2010風電大躍進導致市場低迷的后果。這是一個長過程，企業(yè)需要付出，市場需要等待。”張雷無奈的表示。
　　此外，在改善葉片質(zhì)量的同時，風電裝備的其他零部件制造能力、傳動及控制技術(shù)、運維能力等也要考慮突破。以海上風電市場為例，雖然市場十分廣闊，但是國內(nèi)外的風電技術(shù)整合能力還沒有達到爐火純青的地步。海上風電的最大挑戰(zhàn)是風險管理。以往各個廠商的競爭層面是在風機報價上，不少風電場投資商也愿意比較價格，但在張雷看來，企業(yè)應該去關(guān)注怎樣提高發(fā)電效率，在價格差距不大的情況下，誰能把風機的發(fā)電效率做到極致，誰才是最大贏家。