风力发电机叶片市场研究与预测报告

风力发电机叶片市场研究与预测报告（通用12篇）

篇1：风力发电机叶片市场研究与预测报告

风力发电机叶片市场研究与预测报告

北京汇智联恒咨询有限公司

定价：两千元

〖目 录〗

第一章 全球风力发电机叶片发展状况综述

第一节 风力发电机叶片简介

第二节 风力发电机叶片制造工艺

第三节 风力发电机叶片相关政策展望

第二章 世界风力发电机叶片外部发展环境展望

第一节 全球宏观经济历史运行情况

第二节 全球宏观经济发展环境展望

第三节 固定资产投资影响因素研究

第三章 世界风电发展情况

第一节 世界风电情况

第二节 主要的风电国家发展情况

第三节 全球风能产业发展现状

第四章 中外风力发电机叶片发展状况比较

第一节 国际风力发电机叶片发展轨迹综述

第二节 中国风力发电机叶片发展状况构成第三节 主要国家风力发电机叶片发展的借鉴

第五章 国际风力发电机叶片生产格局分析

第一节 丹麦风力发电机叶片发展情况

第二节 德国风力发电机叶片发展情况

第三节 美国风力发电机叶片发展情况

第四节 西班牙风力发电机叶片发展情况

第五节 日本风力发电机叶片发展情况

第六章 全球风力发电机叶片供需态势

第一节 风力发电机叶片整体供给态势展望

第二节 风力发电机叶片需求态势展望

第七章 复合材料行业发展的影响展望

第一节 复合材料行业发展态势综述

第二节 影响复合材料行业发展的主要因素

第三节 复合材料行业发展态势展望

第四节 我国复合材料行业发展的影响展望

第八章 风电行业影响展望

第一节 风电行业发展态势综述

第二节 影响风电行业发展的主要因素

第三节 风电行业发展态势展望

第四节 风能利用发展的影响展望

第九章 风力发电机叶片国际重点企业分析（排名不分先后）

第一节 维斯塔斯

第二节 西班牙Gamesa

第三节 丹麦LM叶片公司

第十章 风力发电机叶片国内重点企业（排名不分先后）

第一节 SINOI公司

第二节 保定惠腾

第三节 天津东汽风电叶片工程公司

第四节 中复连众

第五节 上海玻璃钢研究院

第六节 新疆金风

第七节 恩德东营

第八节 华翼风电叶片研发中心

第十一章 风力发电机叶片行业发展展望

第一节 全球风力发电机叶片发展规模预测

第二节 全球风力发电机叶片成长速度预测

第三节 全球风力发电机叶片发展格局展望

第十二章 风力发电机叶片投资机会与风险

第一节 风力发电机叶片投资机会

第二节 风力发电机叶片投资风险

第三节 风力发电机叶片投资策略

第十三章 风力发电机叶片行业SWOT分析

第一节 当前风力发电机叶片企业发展的优劣势分析

第二节 我国风力发电机叶片企业的机会与威胁分析

一、风力发电机叶片企业发展的市场机会分析

二、风力发电机叶片企业发展面临威胁分析

篇2：风力发电机叶片市场研究与预测报告

第一章 风电叶片概述

1.1 风力发电设备的主要部件

1.1.1 风力发电机

1.1.2 风电机齿轮箱

1.1.3 风电叶片

1.1.4 叶轮

1.2 风电叶片的结构及原理

1.2.1 风电叶片的组成部件

1.2.2 风电转子叶片的工作原理

1.2.3 风电叶片的设计规范

1.3 风电叶片的生产工艺

1.3.1 手糊工艺

1.3.2 RTM工艺

1.3.3 手糊工艺与RTM工艺的比较

第二章 中国风电叶片发展的外部环境分析

2.1 中国风电叶片政策环境

2.1.1 中国逐步建设完备的风力发电工业体系

2.1.2 风力发电借政策东风谋求发展壮大

2.1.3 我国政策推动风电设备自主创新

2.1.4 国家财政部出台政策支持风电设备发展

2.1.5 我国风电设备制造业准入门槛提升

2.2 中国风电叶片经济环境

2.2.1 中国GDP分析

2.2.2 消费价格指数分析

2.2.3 城乡居民收入分析

2.2.4 社会消费品零售总额

2.2.5 全社会固定资产投资分析

2.2.6进出口总额及增长率分析

2.3 中国风电叶片社会环境

2.3.1 我国面临能源紧缺局面

2.3.2 我国加快调整优化电力结构

2.3.3 中国风能资源储量丰富

2.3.4 风能开发可有效缓解中国能源压力

2.3.5 节能环保成社会发展趋势

2.4 2011年中国风电叶片行业环境

2.4.1 中国风电产业日益走向成熟

2.4.2 中国风电装机突破4000万千瓦

2.4.3 风电市场发展挑战与机遇并存

2.4.4 中国风电产业投资迅速增长

2.4.5 中国风电发展目标与前景展望

第三章 中国风电设备产业发展走势分析

3.1 2011年国际风电设备发展概况

3.1.1 世界风电设备制造业快速发展

3.1.2 世界风电设备装机容量分地区统计

3.1.3 全球风电机组供求趋于平衡

3.1.4 欧洲风能设备市场竞争逐渐激烈

3.1.5 英美两国风电设备的概况

3.2 中国风电设备产业的发展动态分析

3.2.1 中国风电设备行业发展研析

3.2.2 中国风电设备制造异军突起

3.2.3 风电设备市场迎来高速增长期

3.2.4 国内风电设备企业发展状况

3.2.5 国内风电市场中外竞争加剧

3.3 相关风电设备及零件发展分析

3.3.1 风电制造业遭遇零部件掣肘

3.3.2 风电机组市场需求持续增长

3.3.3 中国风电机组实现自主研发大跨越

3.3.4 中国风机市场发展及竞争格局

3.3.5 风电轴承业市场机遇及风险

3.4 2011年风电设备产业发展存在的问题及对策分析

3.4.1 中国风力发电设备的产业化困境

3.4.2 国产化水平低制约风电产业发展

3.4.3 国产风电设备突围的对策

3.4.4 中国风电设备制造技术发展路径

第四章 中国风电叶片行业总体发展分析

4.1 2011年中国风电叶片行业发展现状

4.1.1 我国风机叶片产能持续增长

4.1.2 我国风电叶片行业发展迅猛

4.1.3 中国风电叶片投资持续升温

4.1.4 国内风电叶片市场规模巨大

4.1.5 中国风电叶片制造企业发展格局

4.1.6 我国风机叶片发展面临专利权掣肘

4.2 中国风电叶片行业发展动态分析

4.2.1 中材科技签订风电叶片大单

4.2.2 首支慈竹风电叶片在德州诞生

4.2.3 兆瓦级风电叶片出口实现新突破

4.3 中国风电叶片技术发展综述

4.3.1 风电叶片材料的技术路线

4.3.2 LM公司海上风电叶片新技术

4.3.3 结构优先的风电叶片设计方法

4.3.4 风电叶片的清洁及修补技术

第五章 中国风电叶片重点项目进展及区域格局分析

5.1 国内风电叶片重点项目进展状况

5.1.1 我国第一套2MW45.3米风电叶片成功下线

5.1.2 上玻院1.5兆瓦风电叶片生产体系获认证

5.1.3 我国自主研发的首片复合材料风机叶片下线

5.1.4 苏北沿海风电叶片制造发展迅猛

5.1.5 河南名都自主研发1.5兆瓦风电叶片下线

5.2 2011年中国风电叶片重点区域发展状况分析

5.2.1 黑龙江大型风电叶片研发基地落户哈尔滨

5.2.2 内蒙古风机叶片项目陆续上马

5.2.3 甘肃首片兆瓦级风电叶片成功下线

5.2.4 湖南风电叶片制造技术取得新突破

5.2.5 大型风电叶片生产基地落户秦皇岛

5.2.6 连云港大力建设风机叶片基地

第六章 国外风电叶片生产企业分析

6.1 GE

6.2 VESTAS

6.3 Gamesa

6.4 艾尔姆玻璃纤维制品有限公司（LM）

第七章 2011年国内风电叶片生产企业关键性财务数据分析

7.1 新疆金风科技股份有限公司

7.2 株洲时代新材料科技股份有限公司

7.3 中材科技股份有限公司

7.4 东方电气集团

第八章 中国风电叶片行业发展趋势与前景展望

8.1 中国风电叶片行业发展前景

8.1.1 中国风力等新能源发电行业的发展前景十分广阔

8.1.2 盈利能力也将随着技术的逐渐成熟稳步提升

8.1.3 风电

开始成为越来越多投资者的逐金之地

8.2中国风电叶片行业市场预测

8.2.1 风电叶片供给预测分析

8.2.2 风电叶片需求预测分析

8.2.3 风电叶片价格走势预测分析

8.3中国风电叶片行业市场盈利能力预测分析

第九章 中国风电叶片产业投资前景预测

9.1 中国风电叶片投资概况

9.1.1 中国风电叶片投资环境分析

9.1.2 中国风电叶片投资与在建项目分析

9.2 中国风电叶片行业投资机会分析

篇3：风力发电机的叶片材料与制造工艺

风力发电装置的关键是转子, 转子的关键则是叶片, 风力发电转子叶片涉及气动、复合材料结构、工艺等领域, 其成本占风力发电整个装置成本的15%~20%。因此, 材料以及制备工艺的选择对风力发电转子叶片十分重要。叶片的设计形状和采用的材料决定着风力发电装置的性能和功率。依据“风机功价比法则”, 风力发电机的输出功率与叶片长度的平方成正比, 因而增加叶片长度是提高风力发电机单机容量的基本方法, 但是, 风力发电机的体积和质量与叶片长度的立方成正比, 这就意味着随着叶片长度的增加, 风力发电机造价的增长幅度比它的输出功率增加的幅度要快。也就是说, 风力发电机的单机容量在理论上, 在技术、经济上都比较可以接受的情况下有一个基本确定的值, 这个数值目前尚没有人计算出来。在兆瓦级风电机组中, 如1MW的叶片长度为31m, 每片重约4t~5t;1.5MW主力机型风力机叶片长度为34m~37m, 每片重约6t;目前商业化风力发电所用的电机容量一般为1.5MW~2.0MW, 与之配套的复合材料叶片长度大约为32m~40m, 重6t~8t;现代的54m大型叶片重13t。2009年, 75m长的叶片被制造出来, 目前也有人在研究、设计100m长的风力发电机叶片。

2 叶片材料和制造工艺

2.1 叶片材料

一般对叶片的要求有:比重轻且具有最佳的疲劳强度和机械性能, 能经受暴风等极端恶劣条件和随机负荷的考验;叶片的弹性、旋转时的惯性及其振动频率特性曲线都正常, 传递给整个发电系统的负荷稳定性好;耐腐蚀、紫外线照射和雷击的性能好;发电成本较低, 维护费用最低。为了满足以上要求, 目前最普遍采用的是玻璃纤维增强聚酯树脂、玻璃纤维增强环氧树脂和碳纤维增强环氧树脂。据中国环氧树脂行业协会专家介绍:一般较小型的叶片 (如22m长) 选用量大价廉的E-玻纤增强塑料, 树脂基体以不饱和聚酯为主, 也可选用乙烯酯或环氧树脂, 而较大型的叶片 (如42m以上) , 一般采用CFRP或CF与GF的混杂复合材料, 树脂基体以环氧为主。GE风能的叶片工程的全球经理Ramesh Gopalakrishnan说, 设计师们在寻找轻质高强度材料的过程中, 选择了碳纤维应用于叶片设计中。因此玻璃纤维和碳纤维, 是目前叶片制造中最为重要的两种材料。据专家介绍, 研究表明碳纤维 (carbon fiber, 简称CF) 复合材料叶片, 刚度是玻璃钢复合叶片的2~3倍。虽然碳纤维复合材料的性能大大优于玻璃纤维复合材料, 但价格昂贵, 影响了它在风力发电上的大范围应用。因此全球各大复合材料公司, 正在从原材料、工艺技术、质量控制等各方面深入研究, 以求降低成本。昨天, 我们用的是木制或金属材料;今天, 我们用的是玻璃钢;明天, 我们用的是碳纤维;那么明天的明天, 我们用的会不会是纳米材料?市场专家表示, 完全可能, 原因一是其成本可能降低, 二是性能优越、使用寿命长, 长期看似乎更经济。

2.2 叶片制造工艺

叶片的结构设计与实际生产制造方法息息相关, 两者都需要兼顾生产成本和叶片的可靠性。两种主要的叶片制造方法有预浸料法和灌注法。尽管两种方法都适用于两种常见设计的叶片结构, 但预浸料主要用于箱式粱的叶片结构。

2.2.1 树脂灌注技术

灌注工艺的基本原则就是通过真空压力将树脂吸入预先铺好的增强纤维或纤维布中, 真空操作降低纤维一面的压力后, 大气压力会驱使树脂浸润增强纤维, 纤维灌注的速度和距离取决于以下因素:树脂系统的黏度、增强纤维的渗透性、灌注树脂的压力梯度。风机叶片因为叶片壳体的几何形状中不存在复杂的结构, 而非常适合采用灌注工艺制造。

2.2.2 预浸料技术

预浸料指的是纤维束或纤维布经过树脂浸润后形成的均匀预固化材料, 预固化材料可直接用于复合材料结构如风电叶片的制造。预浸料树脂通常粘度较高, 在室温下呈固态, 便于操作、切割和在模具中铺层, 且不需要导入树脂, 减小树脂污染。在模具中铺层完成后, 预浸料即可在真空下高温固化, 工业用预浸料固化温度通常为80℃~120℃之间。预浸料的制造遵循和树脂灌注一样的基本原则:注意工艺温度下树脂体系的粘度、纤维网纱和纤维布的浸润性、压力控制。因此, 要浸润纤维布和纤维网纱, 必须先降低树脂粘度, 再施加一定的压力, 同时还要考虑纤维的浸润性。由于预浸料树脂在室温下通常呈半固态, 要得到浸润能力好的低粘度树脂有两种基本方法:添加溶剂法和热熔法。风能用预浸料材料一般采用第二种方法。

2.2.3 S P R I N T技术

SPRINT是预浸料的一个产品门类, 是专门针对大尺寸结构部件进行研发设计的。随着部件尺寸的增大, 铺层厚度也逐步提高, 如何去除预浸料层中包含的气泡成为了重要的课题。我们可以采用分层制造的方法去除气泡, 即每完成3~4层铺层后就覆盖真空袋施加真空并加热到40℃。然而, 当建造大量的部件时, 这种方法无疑会造成成本的提高和时间的浪费。因此为了能够去除临近纤维布层间的气泡, SPRINT产品便应运而生了。SPRINT在纤维和树脂的结合方式上不同于传统的预浸料。在传统的预浸料中, 纤维被树脂完全浸润, 而SPRINT则是尽量保持纤维层尤其是外层纤维尽量不被浸润。SPRINT是综合了灌注工艺和预浸料工艺的技术优势的一个产品门类。灌注工艺可以制备厚度大, 质量高的玻璃钢部件。但是针对大尺寸部件, 因为产品尺寸较长存在一定的困难。预浸料工艺采用高性能树脂体系, 可以精确控制纤维的排布走向和树脂含量, 但在制备较厚的部件时存在难于排气的问题。SPRINT是SP树脂灌注技术的缩写, 它采用了先进的预浸料树脂技术去灌注层合板结构。因为树脂层已经被其他材料增强了, 大型部件几乎可以在瞬间被灌注成功。在铺层上直接加以真空辅助可以加速灌注过程。真空可以将增强纤维层中的空气排除, 并保证所有的SPRINT都已经完全结合, 再通过升温过程使树脂溶化完成对纤维的浸润。

3 市场发展前景

风力发电被认为是最有希望, 能够大规模利用的可再生能源发电项目。作为洁净能源, 风力能源的开发利用受到世界各国越来越大的重视。全球风力理事会宣称, 2009年中国风力发电量达到了25.8亿瓦, 超过了德国的25.77亿瓦, 仅次于美国的35亿瓦, 成为世界第二大风力发电国。该协会认为, 风力发电量只占据中国电力消耗总量的1%, 中国的风力发电市场潜力巨大。可以断定, 未来几年内, 国内风电机组及风机叶片将打破基本上完全依赖进口的局面, 叶片制造领域将会出现数家具有竞争力的企业, 结束国外叶片制造企业垄断国内市场的局面。

摘要：风力发电装置最关键、最核心的部分是转子阶叶片, 目前风力发电正向大功率、长叶片方向发展。碳纤维复合材料和sprint技术是材料工艺的主要方向。

篇4：探索研究巨型风力发电机叶片

这些工作并不仅仅是为了攀比记录，吸引眼球。找到一种廉价的办法来生产巨形叶片是让海上风机能够匹敌化石燃料的最大挑战之一。风电巨头，例如通用公司（GE）和维斯塔斯（Vestas）都试图找到解决这个问题的办法。

海风是一种最佳的风力资源，因为其风力相比陆地更稳定，更快，扰动更少。风力发电机仅仅占建设海上风电场大约三分之一的成本，安装成本则是主要开支，因为安装需要专门的巨型船只，并且安装时机也会因为恶劣的天气条件而拖延。使用巨型风力发电机可以减少风机数量，降低安装和维护成本。

制造巨型风机的一个问题是叶片的巨额成本。当风力发电机越来越大，叶片承受的风载以及承受风载时的叶片重量成指数增长。传统的叶片生产办法包括叶片成型，也需要和叶片一样长。成型设备和其他制造成型的设备变得异常巨大，而且又是特殊定制的，所以只有极少数的供应商能够供货，这样就提高了生产设备的成本。同时，当叶片变得越来越大时，保证叶片准确成型也越来越困难。

一些主要的风电生产商则坚持走增大叶片成型的路子，不过他们采用了碳加强型的玻璃纤维和创新的叶片设计，这将抵消一部分增加的生产成本。同时，他们也希望能通过减少安装和其他成本来降低总造价。例如，西门子（Siemens）正在使用大型成型技术生产75米长的叶片，维斯塔斯也在为风机研发80米长的叶片，明年将会上市。

与维斯塔斯使用碳加强型玻璃纤维叶片不同，Blade Dynamics公司生产的是完全不使用玻璃纤维的叶片。Blade Dynamics公司已经开发出一些专利技术，可以制造出12到20米的碳纤维叶片片段，之后把这些叶片无缝粘连起来，这样就不需要大型成型设备了。早先的一些对于叶片模块化的尝试使用螺栓将叶片一段段连接起来，但是这么做会在连接处产生压力点，这个问题使叶片很容易被损坏。

碳纤维要比玻璃纤维昂贵，所以对一定长度的叶片来说，碳纤维的价格更高。但是Blade Dynamics公司的高级技术经理大卫克里普斯（DavidCripps）称，使用碳纤维可以从几个方面降低风力发电机的总成本。他说，通过分段生产叶片的方法，可以制造出更精确的空气动力学结构，从而提高风机性能。此外，碳纤维比玻璃纤维要轻很多，这样就可能在现有的风机设计上应用更长的叶片。例如，公司研制的49米叶片的重量比传统标配的45米叶片还轻。更长的叶片能从风中捕获更多的能量，从而在低风速时发出更多电能，增加利润。

更轻的叶片让新型风机设计变成了可能。这些新设计带有更轻、更便宜的部件，例如主轴、塔筒和基建。克里普斯说：“相比24吨重的电机转子，叶片更轻后，你也许只要使用15吨重的转子就可以了。对于超长的悬臂塔筒来说，这些重量上的减少至关重要。”

篇5：风力发电机叶片工艺流程

传统能源资源的大量使用带来了许多的环境问题和社会问题，并且其存储量大大降低，因而风能作为一种清洁的可循环再生的能源，越来越受到世界各国的广泛关注。风力发电机叶片是接受风能的最主要部件，其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证发电机组正常稳定运行的决定因素，其成本约为整个机组成本的15%-20%。根据“风机功价比法则”，风力发电机的功率与叶片长度的平方成正比，增加长度可以提高单机容量，但同时会造成发电机的体积和质量的增加，使其造价大幅度增加。并且，随着叶片的增大，刚度也成为主要问题。为了实现风力的大功率发电，既要减轻叶片的重量，又要满足强度与刚度要求，这就对叶片材料提出了很高的要求。

碳纤维在风力发电机叶片中的应用

叶片材料的发展经历了木制、铝合金的应用，进入了纤维复合材料时代。纤维材料比重轻，疲劳强度和机械性能好，能够承载恶劣环境条件和随机负荷，目前最普遍采用的是玻璃纤维增强聚酯（环氧）树脂。但随着大功率发电机组的发展，叶片长度不断增加，为了防止叶尖在极端风载下碰到塔架，就要求叶片具有更高的刚度。国外专家认为，玻璃纤维复合材料的性能已经趋于极限，不能满足大型叶片的要求，因此有效的办法是采用性能更佳的碳纤维复合材料。

1）提高叶片刚度，减轻叶片质量

碳纤维的密度比玻璃纤维小约30%，强度大40%，尤其是模量高3～8倍。大型叶片采用碳纤维增强可充分发挥其高弹轻质的优点。荷兰戴尔弗理工大学研究表明，一个旋转直径为120m的风机的叶片，由于梁的质量超过叶片总质量的一半，梁结构采用碳纤维，和采用全玻璃纤维的相比，质量可减轻40%左右；碳纤维复合材料叶片刚度是玻璃纤维复合材料叶片的2倍。据分析，采用碳纤维／玻璃纤维混杂增强方案，叶片可减轻20％～30％。Vesta Wind System 公司的V90型3.0 MW发电机的叶片长44m，采用碳纤维代替玻璃纤维的构件，叶片质量与该公司V80 型2.0MW发电机且为39m长的叶片质量相同。同样是34 m长的叶片，采用玻璃纤维增强聚脂树脂时质量为5800kg，采用玻璃纤维增强环氧树脂时质量为5200kg，而采用碳纤维增强环氧树脂时质量只有3800kg。其他的研究也表明，添加碳纤维所制得的风机叶片质量比采用玻璃纤维的轻约32%，而且成本下降约16%。

2）提高叶片抗疲劳性能

风机总是处在条件恶劣的环境中，并且24h处于工作状态。这就使材料易于受到损害。相关研究表明，碳纤维合成材料具有良好的抗疲劳特性，当与树脂材料混合时，则成为了风力机适应恶劣气候条件的最佳材料之一。

3）使风机的输出功率更平滑更均衡,提高风能利用效率

使用碳纤维后，叶片质量的降低和刚度的增加改善了叶片的空气动力学性能，减少对塔和轮轴的负载，从而使风机的输出功率更平滑更均衡，提高能量效率。同时，碳纤维叶片更薄，外形设计更有效，叶片更细长，也提高了能量的输出效率。

4）可制造低风速叶片

碳纤维的应用可以减少负载和增加叶片长度，从而制造适合于低风速地区的大直径风叶，使风能成本下降。

5）可制造自适应叶片

叶片装在发电机的轮轴上，叶片的角度可调。目前主动型调节风机的设计风速为13～15m/s(29～33英里/h)，当风速超过时，则调节风叶斜度来分散超过的风力，防止对风机的损害。斜度控制系统对逐步改变的风速是有效的。但对狂风的反应太慢了，自适应的各向异性叶片可帮助斜度控制系统，在突然的、瞬间的和局部的风速改变时保持电流的稳定。自适应叶片充分利用了纤维增强材料的特性，能产生非对称性和各向异性的材料，采用弯曲/扭曲叶片设计，使叶片在强风中旋转时可减少瞬时负载。美国Sandia National Laboratories致力于自适应叶片研究，使1.5MW风机的发电成本降到4.9美分/(kW•h)，价格可和燃料发电相比。

6）利用导电性能避免雷击 利用碳纤维的导电性能，通过特殊的结构设计，可有效地避免雷击对叶片造成的损伤。

7）降低风力机叶片的制造和运输成本

由于减少了材料的应用，所以纤维和树脂的应用都减少了，叶片变得轻巧，制造和运输成本都会下降，可缩小工厂的规模和运输设备。

8）具有振动阻尼特性

碳纤维的振动阻尼特性可避免叶片自然频率与塔架短频率间发生任何共振的可能性。

叶片制造工艺及流程

2.1 三维编织体/VARTM 技术

2.1.1 材料选择

目前的风力发电机叶片基本上是由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树脂与玻璃纤维、碳纤维等增强材料，通过手工铺放、树脂注入成型工艺复合而成。对同一种基体树脂，采用玻璃纤维增强的复合材料制造的叶片的强度和刚度的性能要差于采用碳纤维增强的复合材料制造的叶片的性能。随着叶片长度不断增加，叶片对增强材料的强度和刚性等性能也提出了新的要求，从而对玻璃纤维的拉伸强度和模量也提出了更高的要求。为了保证叶片能够安全的承担风温度等外界载荷，大型风机叶片可以采用玻璃纤维／碳纤维混杂复合材料结构，尤其是在翼缘等对材料强度和刚度要求较高的部位，则使用碳纤维作为增强材料。这样，不仅可以提高叶片的承载能力，由于碳纤维具有导电性，也可以有效地避免雷击对叶片造成的损伤。华东理工大学华昌聚合物有限公司与上海玻璃钢研究院有限公司合作，成功研发出具有自主知识产权、适用于大型风机叶片的复合材料——高性能环氧乙烯基酯树脂。高性能环氧乙烯基酯树脂黏结性能良好，力学性能优异，收缩率低，成本较低。2.1.2 三维编织

增强材料预成型加工方法有: 手工铺层、编织法、针织法、热成型连续原丝毡法、预成型定向纤维毡法、CompForm 法和三维编织技术等。

编织法过去大多采用经纬交织的机织物来制作玻/碳纤维基布材料，从承载状态上来考虑采用经编织物作为增强复合材料的基布比经纬交织的机织物具有更明显的优势。如图1所示：

图

1、经编织物结构图

这类轴向织物由于承受载荷的纱线系统按要求排列并绑缚在一起，因此能够处于最佳的承载状态。另一方面，由于机织物中的纱线呈波浪形弯曲，再加上纱线自身的捻度，使其模量、拉伸强度和抗冲击强度都有一定的损失。而轴向技术使得织物的纱线层能按照特定的方向伸直取向，故每根纤维力学理论值的利用率几乎能达到100%。此外，轴向织物的纱线层层铺叠，按照不同的强度和刚度要求，可以在织物的同一层或不同层采用不同种类的纤维材料，如玻璃纤维、碳纤维或碳/玻混杂纤维，再按照编织点由编织纱线将其绑缚在一起。

除了经编轴向织物外, 还可以利用纬编绑缚系统开发纬编轴向织物, 如图2所示：

图

2、纬编织物结构图

根据经纬编结构的特性, 纬编轴向织物较经编绑缚结构具有更好的可成型性, 因此在风电叶片结构设计中具有极好的应用前景。

三维编织技术的发展是因为单向或二向增强材料所制得的复合材料层间剪切强度低,抗冲击性差, 不能用作主受力件。采用三维编织技术不仅能直接编织复杂结构形状的不分层整体编织物,从根本上消除铺层。三维编织复合材料采用了三维编织技术,其纤维增强结构在空间上呈网状分布,可以定制增强体的形状,制成的材料浑然一体,不存在二次加工造成的损伤, 因此这种材料不仅具备传统复合材料所具有的高比强度、高比模量等优点,还具有高损伤容限和断裂韧性以及耐冲击、不分层、抗开裂和耐疲劳等特点。按编织工艺分,常见的编织材料可分为四步编织法、二步编织法和多层联锁编织法等3类。其中四步编织法发明最早,应用最广。按编织预制件的横截面形状,三维编织方法可分为矩形编织、圆形编织和异形编织3大类, 其中矩形编织工艺适合编织矩形和板状材料的增强体, 而圆形编织适合编织圆形和管型材料的增强体, 异形编织则用于编织各种特殊形状的增强体。只要织物的结构形状是由矩形组合或是圆或圆的某一部分组合而成,就可以用编织方法一次成型。树脂传递模塑法简称RTM法，是首先在模具型腔中铺放好按性能和结构要求设计的增强材料预成型体,采用注射设备通过较低的成型压力将专用低粘度树脂体系注入闭合式型腔, 由排气系统保证树脂流动顺畅, 排出型腔内的全部气体和彻底浸润纤维, 由模具的加热系统使树脂等加热固化而成型为 FRP构件。RTM 工艺属于半机械化的 FRP成型工艺, 特别适宜于一次整体成型的风力发电机叶片,无需二次粘接。与手糊工艺相比,这种工艺具有节约各种工装设备、生产效率高、生产成本低等优点。同时由于采用低粘度树脂浸润纤维以及加温固化工艺,复合材料质量高, 且 RTM工艺生产较少依赖工人的技术水平,工艺质量仅仅依赖于预先确定好的工艺参数, 产品质量易于保证,废品率低，工艺流程如图4所示。

图

4、RTM工艺流程图

注胶压力的选择一直是 RTM 成型工艺中一个有争议的问题。低压注胶可促进树脂对纤维表面的浸润;高压注胶可排出残余空气,缩短成型周期,降低成本。加大注胶压力可提高充模速度和纤维渗透率。所以有人赞成在树脂传递初期使用低压以使树脂较好地浸润纤维, 而当模具型腔中已基本充满树脂时使用较大压力以逐出残余空气。但压力不能太大, 否则会引起预成型坯发生移动或变形。

注胶温度取决于树脂体系的活性期和达到最低粘度的温度。在不至于过大缩短树脂凝胶时间的前提下, 为了使树脂能够对纤维进行充分的浸润,注胶温度应尽量接近树脂达到最低粘度的温度。温度过高会缩短树脂的活性期，影响树脂的化学性质,进而可能影响到制品的力学性能;温度过低会使树脂粘度增大,压力升高,也阻碍了树脂正常渗入纤维的能力。注射温度和模具预热温度的选择要结合增强体的特性及模具中的纤维量等综合考虑。

RTM 工艺的技术含量高, 无论是模具设计和制造、增强材料的设计和铺放、树脂类型的选择与改性、工艺参数(如注塑压力、温度、树脂粘度等)的确定与实施,都需要在产品生产之前通过计算机模拟分析和实验验证来确定。

2.1.4 VARTM工艺

随着技术的发展，现已开发出多种较先进的工艺，如预浸料工艺、机械浸渍工艺及真空辅助灌注工艺。真空辅助灌注成型工艺是近几年发展起来的一种改进的 RTM工艺。它多用于成型形状复杂的大型厚壁制品。真空辅助是在注射树脂的同时, 在排气口接真空泵,一边注射一边抽真空, 借助于铺放在结构层表面的高渗透率的介质引导将树脂注入到结构层中。这样不仅增加了树脂传递压力,排除了模具及树脂中的气泡和水分,更重要的是为树脂在模具型腔中打开了通道, 形成了完整通路。另外, 无论增强材料是编织的还是非编织的,无论树脂类型及粘度如何, 真空辅助都能大大改善模塑过程中纤维的浸润效果。所以, 真空辅助RTM(VARTM)工艺能显著减少最终制品中夹杂物和气泡的含量, 就算增大注入速度也不会导致孔隙含量增加,从而提高制品的成品率和力学性能。

用真空灌注工艺生产碳纤维复合材料存在困难。碳纤维比玻纤更细，表面更大，更难有效浸渍，适用的树脂粘度更低。SP公司的SPRINT工艺技术就采用树脂膜交替夹在碳纤维中，经加热和真空使树脂向外渗透。树脂沿铺层的厚度方向浸渍，浸渍快且充分，同时采用真空加速树脂的流动。

2.2 叶片复合材料结构设计流程

2.2.1 常规制备流程

1)制造外壳和主梁外壳由玻璃钢在模具内进行制造，主梁在真空袋中高温浇注而成；

2)安置模具，在模具内喷涂胶衣树脂，形成叶片的保护表面；

3)把外壳放入模具中，并铺覆玻璃纤维；

4)安装主梁，起到支撑作用；

5)安装泡沫材料；

6)在泡沫材料上铺覆玻璃纤维；

7)在玻璃纤维和泡沫材料上铺放真空膜； 8)灌注树脂，并进行高温真空浇注；

9)取下真空膜；

10)用相同方法制成另外一半壳体；

12)安装腹板(腹板为夹层结构)；

13)安装避雷装置等；

14)安置主模具，在壳体边缘和腹板上涂胶粘剂，粘合两壳体；

15)加热，使玻璃纤维更硬；

16)叶片脱模，进行最终加工(切割和打磨)。

模具由符合材料制作而成，这样模具更轻，刚度更高。另外，用同种材料制造的叶片和其模具在灌注树脂时对温升的反应相同。

2.2.2 加入碳纤维改进

随着叶片长度的增加，对材料刚度提出了更高的要求。玻璃纤维复合材料的性能已经达到应用极限，不能有效满足材料要求，因此碳纤维在风机叶片中的应用逐年增加。但是由于碳纤维比玻璃纤维昂贵，采用100%的碳纤维制造叶片从成本上来说是不合算的。目前国外碳纤维主要是和玻璃纤维混合使用，碳纤维只是用到一些关键的部分。碳纤维在叶片中应用的主要部位有，如图5所示：

1)横梁，尤其是横梁盖。

2)前后边缘，除了提高刚度和降低重量外，还起到避免雷击对叶片造成的损伤。

3)叶片的表面，采用具有高强度特性的碳纤维片材。

采用三维四步编织术，主体使用GFR,在图5所示的5、6、7、8区域轴向加入CFR,织出与模具形状一致的预制件。将预制件固定在模具中，采用VARTM的方式注入树脂。市场投资区域选择

1）位于长江三角洲东北翼的如东，东枕黄海，南临长江，西接苏中腹地，北连欧亚大陆桥，沿途一百多公里海岸线，滩涂广袤，拥有丰富的风能，如东近海岸带70米高处平均风速每秒7.2米，浅海滩涂70米高处平均风速每秒7.5米，滩涂广阔，环境空旷，把风能转换成电流，发展风力发电的条件得天独厚。

2）江苏省如东风力发电场是亚洲最大的风力发电场、中国风力发电领域第一个国家特许示范项目。如东的绿色能源产业正不断做大，已获得国家发改委授予的“绿色能源示范县”荣誉称号。

3）港口带动滨江临海新经济

目前，洋口港开发建设已正式启动，随着大港经济的推动以及如东绿色能源的吸引，石化产业，冶金及铁矿石、煤炭中转储运，造船、物流等一大批沿海投资热点项目将逐一实现，大港的巨大优势势必引领经济风潮，而风力发电场项目的开发也必然会给江苏乃至整个沿海经济新一轮腾飞带来巨大的支撑。

（a）四步编织过程（b）材料结构

图

3、四步编织法

四步编织法发明之初, 所有的纱线都参加编织运动,且全部编织纱都在空间 3个方向内发生相对运动, 因此这种编织方法是一种真正的三维编织工艺。具体编织过程如图3（a）所示,在一个编织周期中,编织纱沿着正交的2个方向依次进行往复运动, 一个完整的编织周期中携纱器需要完成 4个动作, 因此被称为四步法。如图3（b）所示,由于结构中所有纱线在空间中的分布只有4 个不同的方向,因此制成的复合材料被称为三维四向编织复合材料。

针对三维编织物的特点, RTM 工艺是三维编织复合材料成型的最有效方法。根据三维编织物的形状制成模具,将预成型坯装入模腔,此时同时控制了纤维体积含量和制品形状;预成型坯中纤维束间的空隙为树脂传递提供了通道, 而且三维编织体很好的整体性提高了预成型坯耐树脂冲刷的能力。

篇6：风力发电机叶片市场研究与预测报告

(1.内蒙古农业大学机电工程学院 2.华北电力大学可再生能源学院)

摘 要：该文介绍了目前风力发电机叶片的主要设计理论――Glauert理论、Schmitz理论和动量―叶素理

篇7：风力发电机叶片市场研究与预测报告

风力发电是新能源中开发较早、应用广、技术成熟的可再生清洁能源。首个发电风场1891年建立于丹麦，随着风力发电技术的成熟、制造成本的不断下降，发电成本也逐年下降，加上各国政府的政策扶植，自上世纪70年代世界石油危机以来，风能资源的开发利用逐步得到发展。随着科学技术的进步，风力发电从可再生清洁能源中脱颖而出，成为工业开发最具价值的一种新能源，世界风电正以迅猛的速度发展。1994～ 2000年，全世界风电装机容量年平均增长率为31％。

叶片是风力发电机组中的关键部件，需要良好的设计、可靠的质量和优越的性能。恶劣的环境对叶片的要求有：很好的刚度、最佳的疲劳强度和机械性能，能经受暴风等极端恶劣条件的考验，具有好的耐腐蚀、耐紫外线和耐雷击的性能；发电成本较低，维护费用低。叶片一般是采用梁壳结构，夹心结构的肋梁，内填泡沫塑料外覆玻璃钢蒙皮的壳体结构形式。叶片的纵梁从叶根至叶尖的截面逐渐变小，以满足扭曲叶片的要求并减轻叶片重量，即做成等强度梁。

风力发电机组叶片使用的材料根据叶片长度不同而选用不同的复合材料，目前最普遍采用的是玻璃纤维增强聚酯树脂、玻璃纤维增强乙烯基树脂、玻璃纤维增强环氧树脂和碳纤维增强环氧树脂。

在发电机功率确定的条件下，如何提高发电效率，以获得最大的风能，一直是风力发电追求的目标，而风能的利用与叶片的形状、长度和面积有着密切的关系，叶片的大小则主要依赖于制造叶片的材料。叶片的材料越轻、强度和刚度越高，叶片有效利用载荷的能力就越强，叶片就可以做得更大，它的风能利用能力也就越强。因此，轻质高强、耐久性好的复合材料是目前大型风力发电叶片的首选材料。

在复合材料风力发电叶片的研究开发过程中，德国、丹麦等风能资源利用较好的国家，针对大型叶片的材料体系、外形设计、结构设计、制造工艺等方面作了大量的研究开发工作，并取得了丰硕的成果。可以针对不同的地区风力发电的需要，选择最佳的设计方案和制造技术，生产适合不同需求的复合材料风力发电叶片。

目前商业化风力发电所用的电机容量一般为1.5～ 2.0 MW，与之配套的复合材料叶片长度为30～ 40米。现今世界上最大的风力发电机的装机容量为5 MW，旋转直径可达126米。这是材料、结构和工艺三者完美结合的成功地体现。

在风力发电的初期阶段，由于发电机的功率较小，需要的复合材料叶片尺寸也比较小，叶片质量分布的均匀性对发电机和塔座的影响不十分显现；而且，当时人们对开模成型工艺时苯乙烯挥发给大气环境造成的污染，对操作人员造成的身体危害并未引起足够的认识。因此，最初的小型复合材料叶片制造基本采用简单易行的手糊成型工艺。随着风力发电机功率的不断提高，安装发电机的塔座和捕捉风能的复合材料叶片做的越来越大。

为了保证风力发电机运行平稳，要求叶片的质量轻，而且也要求叶片的质量分布均匀、外形尺寸准确。叶片的制造模具是保证以上要求的基础。大型叶片的外形尺寸与其模具制造有着极其密切的关系。为了保证复合材料叶片外形和尺寸精度，叶片长度越长，对模具刚度和强度的要求就越高，模具的重量和成本也会大幅度地提高。为了降低模具成本，减轻模具重量，大型叶片的模具制造也发生了很大的变化，由金属模具向复合材料模具转变。另外，模具制造的材料与叶片采用了相同的材料，模具材料的热膨胀系数与叶片材料基本相同，制造出的叶片的精度和尺寸得到了保证。

另外，生产工艺也发生了质的变化。由最初的手糊成型向着湿法铺放工艺的转变，逐渐过渡到国内现在广泛使用的增强材料的现场浸渍和预先浸渍。现在国际上最先进的生产工艺是所说的干法成型（也称为闭模成型），即按照设计铺层进行层铺，然后密封型腔，进行抽真空注射成型。真空注射成型不仅树脂含量容易控制，还保证了复合材料叶片的质量均匀分布，而且增强材料铺设准确，基体树脂在真空压力的作用下，可以更完全的浸渍增强材料，能有效地发挥增强材料的性能，提高复合材料的承载能力。增强材料在大型叶片的制造中也发生了大的变化，由传统的玻璃纤维机织物做骨架，改由用多轴向经编织物。多轴向经编织物因为没有了织造过程中的纤维弯曲变形，具有很好的强度保持率，同样的纤维含量可以得到更高的强度。可以大大减轻重量，有较低的生产成本、较高的生产效率。

通常使用的多轴向经编织物为-45 °、90 °、+45°和 0°，可以按用途任意变化，使得材料具有一定的各向异性，即材料只在受力点和受力方向上得到增强。多轴向织物是一种多层织物。纤维铺设在面内不同方向以及沿厚度方向，形成由纤维束构成的三维网络整体结构。多轴向经编织物的特点在于整体性能好、设计灵活、拉伸性能和抗撕裂性能好，特别是沿厚度方向纱线的增强，大大提高了层间性能，克服了传统层合板层间性能差的弱点。织物面内任意方向上的拉伸强度和拉伸模量可以通过缝编纱形成面内拉伸各向同性或各向异性。另外，叶片的尺寸增大可以改善风力发电的经济性，降低成本。叶片长度从10多年前的7.5m发展到今天的61m，叶片长度不断增加，增强材料的快速发展做出了很大的贡献，轻质高强度的玻璃纤维/碳纤维混杂增强结构材料会有到很大的利用空间。使用碳纤维作为增强材料，不仅可以提高叶片的承载能力，由于碳纤维具有导电性，也可以有效地避免雷击对叶片造成损伤。

叶片的设计和采用的材料决定风力发电叶片的性能和功率，也决定风力发电机组的价格。因此，叶片材料的选择、制造工艺优化对风力发电装置十分重要。环境保护在工业生产中越来越受到各国政府的重视，复合材料制造过程中苯乙烯等有机溶剂的挥发对环境和操作人员产生的不良影响更是越来越引起人们的重视，各国对生产过程中产生的有害挥发物有了明确的限制规定。可以说，是环保的要求促进了生产工艺的发展，开模工艺向闭模工艺的改进，可以大幅度的减少苯乙烯等有机溶剂的挥发对环境和人体的危害，改善了生产环境，保护了大气环境。

篇8：风力发电机叶片市场研究与预测报告

众所周知,风能是一种无污染、可再生利用资源。在全球提倡低碳、环保的时代,原生态资源,如风、水等的利用将愈来愈广。如今世界上许多国家都已经加入了这一环保活动的行列,风力发电的规模正不断扩大。在规模扩大的同时,风力机出现了单机容量大型化,且质量更轻、结构更具有柔性等特点。

叶片是提高风力发电机性能的关键部件,但由于叶片材料复杂,制造难度大,使其制造成本在总装机成本中所占比重最大,约占20%～30%[1]。

随着风力发电机输出功率的不断增大,致使一些零部件出现大型化和柔性化特点,文献[2]也说明使用柔性多体方法来描述包含柔性部件的复杂系统的大范围运动是很有用的,所以采用柔性多体动力学方法来研究具有弹性结构的风机叶片是很有必要的。

加之,叶片在整个风力机系统中受力非常复杂,作用在叶片上的载荷呈随机性和交变性,因此,通过对风机柔性体叶片动力特性的研究,掌握风力机叶片的失效规律,对叶片进行优化设计和维护都具有重要的意义。

1风轮刚柔混合体模型的建立

1.1柔性体叶片生成流程

叶片是风力机的重要部件,运用柔性多体动力学方法来研究叶片首先就要建立叶片的柔性体模型。柔性体叶片生成步骤具体如下:

1) 建立750kW风力机叶片实体模型;

2) 建立叶片有限元模型;

3) 生成叶片模态中性文件;

4) 建立柔性体叶片模型。

1.2刚柔混合体风轮的建立

本文风力机风轮由3枚柔性体叶片和刚性体轮毂组成,风力机额定功率750kW,叶轮直径48.4m,叶片长23.5m,设计风速15m/s,转速22.3r/min。

其中叶片中空,加2筋,蒙皮和加筋材料特性相同为玻璃钢,考虑材料各向异性,参数如表1所示,轮毂材料属性如表2所示。

在ANSYS中对叶片有限元划分网格,生成模态中性文件(.mnf)。ADAMS中导入刚体模型和叶片模态中性文件,生成叶轮刚柔混合体模型,如图1所示。

2叶片载荷的处理与施加

风力机靠叶轮将风能转化为机械能,叶轮受力比较复杂,而且载荷有随机性和交变性[3]。对风轮进行分析时,力的加载也比较困难。本文通过国际公认的BLADED软件对750kW风力机风轮进行载荷计算,得到不同工况的风轮叶片载荷。

本文采用将载荷以文档形式的方法输入ADAMS中按照相应的要求生成载荷曲线,再将其施加到风轮模型的相应位置,完成载荷的处理与施加过程。如动态模拟风力机在一正常运行工况下,叶片1的部分力载荷如图2所示。载荷以文本文档形式(.txt)保存,第一列为时间,第二列为载荷值,如图3所示。在ADAMS中输入文档载荷如图4,生成的载荷曲线如图5。

从对比图中的曲线可知,使用该方法只需要知道任意时刻的任意载荷值,加载时就可以在ADAMS中施加随机载荷,这样就保证了所施加载荷的真实性。

3风轮动力特性分析

在ADAMS中对750kW风力机在湍流风NTM模型下正常发电工况进行仿真,分析额定风速下风机柔性体叶片的动力特性,同时分析刚性体叶片特性作为对比。在空气动力、重力的耦合作用下,柔性体叶片上的载荷随着时间变化而不断变化,利用载荷文档法将加载到风轮上,进行动力学仿真。

仿真过程中叶片的应力应变也随着叶片载荷的变化而变化,其中叶片3只施加微小载荷(与其他叶片作为对比)应力变化不明显,叶片应力最大值约为988MPa,在旋转过程中叶片应力的变化很明显,如图6所示。

刚柔混合体风轮、刚性体风轮旋转过程中都呈现了各自的特性,(相对于风轮坐标系)不同部件质心旋转方向

的位置变化如图7,柔性体叶片叶尖位置变化如图8。

质心旋转方向上的位置变化,刚柔混合体风轮和刚性体风轮三叶片的周期明显不同,对应叶片刚性体风轮的周期比刚柔混合体风轮的短。刚柔混合体风轮旋转过程中叶片叶尖在z方向上位置变化图中曲线幅值即为叶片长度值23.5m。

风轮大范围旋转运动过程中,刚性体叶片不变性,而柔性体叶片在复杂载荷的作用下会出现一些小变形,这更贴近实际,本例中柔性体叶片叶尖变形(不包含叶片3),如图9所示。

风轮在旋转过程中叶片上的应力、应变时刻变化,从图6看出叶片应力敏感区域在叶根、叶尖和叶片侧边沿,叶片前缘侧边沿某些点尤为突出。图7中风轮各部件(轮毂、3个叶片)在变载荷的作用下,质心在旋转方向上的位置变化显示了风轮的整体运动情况,其中混合体风轮与刚性体风轮在旋转周期上有很大差别。从图9看出风轮在整个旋转过程中柔性体叶片叶尖是有微小变形的,而且风轮转动过程中叶片在旋转平面上的不同方向变形量还不相同,在旋转轨道上变形量大于离心方向上的变形量,在循环载荷的作用下叶片变形量大方向更易被撕裂破坏,这更符合实际和多体动力学理论。

4结语

运用柔性多体动力学方法对750kW风力机叶片进行了动力学分析:

1) 通过对载荷进行文档输入生成载荷曲线并施加到风轮上进行仿真分析,这样使得载荷就是实际数值,仿真结果更加准确。

2) 柔性体叶片的应力敏感区域在叶根、叶尖和叶片侧边沿,前缘侧边沿尤为明显。

3) 叶片叶尖变形规律是叶尖到z轴的垂直距离越大变形越大,这些都将对叶片的故障分析、失效研究等提供参考。

参考文献

[1] 周洁.国内风电制造行业综述[J].机械制造,2007.519 (45):1-2.

[2] Maria Augusta Neto,Wenbin Yu,Jorge A.C. Ambrosio,Rogeriorio Pereira Leal. “Design Blades of a Wind Turbine Using Flexible Multibody Modelling”,International Conference on Renewable Energies and Power Quality (ICREPQ’09),Valencia (Spain),(2009),pp. 2-3.

篇9：农用风力发电机叶片设计

关键词：风力发电；叶片；优化设计；三维建模

中图分类号： TM315 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）34-192-2

1 概述

对于我国农村地区，由于电力负荷分散密度较低，致使输送线路电能浪费。又因为干旱季节、农忙时节用电量大，其他时间用电量小，这样很难对电网资源进行有效配置，因此常规大电网不适于农业用电。小型农用风力发电机结构简单、成本低、安装维护方便，而且保护环境，有利于国家的可持续发展，因此，采用独立供电系统的小型风力发电机能够有效地解决农业用电问题。小型风力发电机分为水平轴和垂直轴两种类型，相对水平轴风力机，垂直轴风力机安装、维护方便，成本也低，更适合于农户使用。其中，风力机叶片是风力发电机组最为关键的部分，叶片的翼型和结构形式，直接影响了发电机组的性能、功率和使用寿命。本文基于风力机叶片翼型的几何参数及空气动力学特性，进行叶片设计及三维建模。本文选择NACA-0018翼型，为普通家庭用户提供电力，拟用300W永磁直驱式小型风力发电机组叶片，实现220V家用电器的电力供给[1-3]。

2 叶片设计的基本概念

翼型是组成风力发电机叶片的基本，发电机翼型的气动特性对风力机的性能起着决定性作用。翼型的主要气动参数主要包括阻力、升力、升阻比、力矩、升阻比、升力系数、力矩系数、阻力系数、压力中心等[4]。翼型的主要气动几何参数包括翼型的前后缘、弦长、攻角、最大厚度、升力系数角等[5-6]，如图1所示。

3 风力发电机叶片设计

根据经验公式，风轮输出功率的最大值为Ne

Ne=0.25SV3 （1）

式中，Ne为风轮最大输出功率，W或kW；S为叶片扫掠面积，m2；V为自由来流风速，m/s。

根据经验，扫掠面积又可以表达为

S=8RH/3 （2）

式中，R、H分别为风轮的半径和高，得到R、H的关系后，与其他风力机比对，可初步确定R、H的数值。风轮半径R的确定：

R=3S/8H（3）

尖速比λ的确定：

λ=2πnR/60v （4）

叶片各处的尖速比：

λi=riλ/R（5）

式中：λi表示距转动中心不同半径的尖速比；ri表示叶片至转动中心不同位置的半径；R表示叶片最大转动半径。

叶片弦长L

L=5R/Kλ2 （6）

式中，L表示叶片弦长；K表示叶片数。

叶片距转动中心不同位置的半径的弦长Li

式中，Li表示叶片距转动中心不同半径的弦长，m；ri表示叶片距转动中心不同半径的半径，m。

增速比i的确定：

i=nD/n （8）

式中，nD表示发电机额定转速，r/min；n表示风轮额定转速，r/min；

叶片不同半径处的尖速比λi

D=1.75时，λ=2.28，即R=0.875m时，不同半径Ri时尖速比：

λi=Riλ/R（9）

叶片不同半径处的弦长Li：

li=5Ri/（Kλiλi）（10）

计算得到风轮主要气动几何参数：自然来流风速V，10m/s；叶片翼型高度h，1.2m；最大输出功率Ne，300W；风轮扫略面积S，1.2m2；风轮密实度ρ：0.08；风轮最大半径R： 0.875m；风轮高度H：0.52m；风轮叶片数B：4；风轮尖速比λ：2.28；风轮转速n：250r/min；叶片翼型弦长L：210mm。

采用NACA0018翼型，风轮直径1.2m，四叶片H型升力型垂直轴风力机，选用叶尖速比λ=2.28，翼型弦长C=210mm，获得风能最佳风能利用率。支持翼材料应用瓦楞状薄钢板，材料是普通碳素钢，叶片材料应用蜂窝状玻璃钢，主轴采用45号钢。

4 三维建模

利用Solidworks进行三维实体建模。通过建立二维草图，确定风轮的中心转轴，绘制平衡锤和离心锤，得到垂直轴风机叶片的立体结构，如图2所示。

5 结论

风力发电机有效地解决了农业用电问题，叶片为风力机的重要元件。本文根据风力发电机叶片设计理论及风能情况，设计了风力发电机叶片，为农用风力发电机的应用提供了技术参考。

参 考 文 献

[1] 鲁南.新能源概论[M].北京：中国农业出版社，1995.

[2] 李先允，陈小虎，唐国庆.大型风力发电厂等值建模研究综述[J].华北电力大学学报，2006，33（1）：42.

[3] 王亚荣，邵联合.风力发电与机组系统[M].北京：化学工业出版社，2013.

[4] 宋芳芳.小型风力发电机叶片设计及仿真分析[D].浙江大学，2012.

[5] 詹姆斯·曼韦尔，乔恩？麦高恩.风能利用——理论、设计和应用[M].西安交通大学出版社，2013.

篇10：海上风力发电行业市场研究报告

北京汇智联恒咨询有限公司

定价：两千元

〖目 录〗

第一章 海上风力发电概述

第一节 海上风力发电发展概况

第二节 海上风力发电简介

第三节 世界风力发电概况

第二章 世界近海风电场发展综述

第一节 欧洲近海风电场概况

第二节 北美海上风电现状和展望

第三节 风力发电机结构分类

第四节 风力发电机叶片材料的技术发展路线

第五节 海上风电场建设问题及研究

第三章 世界各国海上风力发电现状分析

第一节 丹麦海上风力发电分析

第二节 英国海上风力发电分析

第三节 美国海上风力发电分析

第四节 德国海上风力发电

第五节 世界海上风电场分析

第四章 我国风力发电行业分析

第一节 我国的风能资源

第二节 我国风电产业发展现状

一、全国电力工业统计分析

二、我国风电产业发展现状

三、我国风电产业发展前景

四、我国风电装机容量

五、风电装机迅速提高

第三节 风电产业市场发展动态分析

第四节 我国风力发电产业面临的问题

一、目前我国风能发电布局误区

二、风力发电产业的发展问题

三、我国风力发电设备产业化难题

四、风力发电面临全行业亏损窘境

五、未来风电市场的巨大硬伤

第五节 风电产业发展建议

一、风电产业发展建议

二、中国风力发电清洁发展机制项目开发建议

第五章 我国风电政策现状

第一节 我国风电政策分析

一、电力工业发展的基本思路

二、我国可再生能源政策

三、风力发电借政策谋壮大

四、风电发展相关政策待跟进

五、我国将努力形成海上风电技术

第二节 我国风电政策动态

一、我国拟颁布兆瓦级风电机标准

二、国家发改委确定可再生能源发电价格

三、风电特许权政策分析

四、国家将修订风力发电装机目标

第六章 我国海上风电行业动态

第一节 中国海上风电场发展概况

第二节 青岛海上风电场

第三节 广东南澳海上风力发电厂

第四节 上海海上风电场

第五节 浙江省海上风电项目

第六节 江苏省海上风电项目

第七节 海南省海上风电项目

第七章 国内电力设备行业现状分析

第一节 国内行业发展概况

一、电力设备行业整体发展情况

二、电力设备行业景气期来临

三、电力设备制造行业发展趋势

第二节 发电设备市场发展分析

一、发电设备制造业市场状况

二、发电设备市场容量或超预期

三、全国发电设备供应情况

四、发电设备市场发展趋势

第三节 各种输变电设备市场格局

一、变压器

二、电抗器

三、互感器

四、组合电器

五、断路器

六、隔离开关

第四节 我国风电设备制造业现状

一、风力发电产业概述

二、全球风电设备制造业发展现状

三、我国风力发电设备业现状

四、中国风电设备制造企业发展环境

五、中国先进水平兆瓦级风力发电机投运

第五节 我国风电设备制造业投资潜力

一、风电设备发展潜力

二、海上风电场适用机型调查研究

三、我国风电设备制造企业的优势

第八章 风电设备行业主要厂商分析

第一节 国际风力发电机生产厂商分析（排名不分先后）

一、丹麦Vestas公司

二、西班牙Gamesa公司

三、德国Enercon公司

四、GEWind公司

五、西门子

六、印度Suzlon公司

第二节 国内风力发电机生产厂商综述

一、国内整机厂商介绍

二、国外厂商在华设厂

三、国产风力发电设备零部件厂商

第三节 风电设备未来的市场容量与竞争格局

第四节 主要风电设备上市公司分析（排名不分先后）

一、湘潭电机股份有限公司

二、华仪电气股份有限公司

三、保定天威保变电气股份有限公司

四、卧龙电气集团股份有限公司

五、国电南瑞科技股份有限公司

六、特变电工股份有限公司

第九章 海上风电行业前景与投资

第一节 风电技术的发展趋势

一、中国风力发电产业发展趋势

二、世界风电设备发展趋势

第二节 我国风电行业投资前景分析

一、我国风电行业前景分析

二、风电发展困局有望突破

三、国内风电设备受到资金关注

四、我国大型风机发展路线确定

第三节 海上风电行业投资成本分析

一、海上风机设计基础

二、海上风电场设计的关键技术

三、海上风电场的运行与维护经验

四、风电场运行与维护费用分析

五、降低海上风电场成本分析

第四节 海上风电行业投资风险

一、海上风力发电场对于环境的影响

二、海上风电投资风险

三、风电行业投资风险

篇11：风力发电机叶片市场研究与预测报告

毕业论文开题报告

学 生 姓 名：

学院、系：

专业： 叶鸽 学 号： 0805044237 信息与通信工程学院 电气工程系 电气工程及其自动化

论 文 题 目： 直驱永磁同步风力发电机的仿真与控制

指导教师:

篇12：风力发电机叶片市场研究与预测报告

风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目可行性研究报告

一、建设内容与规模

新建年产2000吨高温度稳定性高耐腐蚀性风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁体生产线。项目用地200亩。建筑总面积6万平方米。新建生产厂房、原料及成品库、宿舍楼、食堂及浴室、配电等辅助用房；改建原料及配套件库、成品库；新建室外工程；其他公用工程和福利设施。购置设备主要工艺生产设备58台(套)，其中引进关键生产设备及仪器16台(套)，国内配套公用动力设备70台(套)，以及各种检测仪器及工装辅助生产设备等。

二、建设条件

供水：开发区现供水以地下水为主，已形成8万吨/日供水能力，年供水量1200万立方米黄河供水工程正在建设中。

供电：已建成110千伏、220千伏变电站各2座和500千伏变电站1座，建成2×300MW、2×135MW、2×12.5MW、2×5.8MW热电厂共四卒座。开发区已被列入直购电试点区，“电价洼地”的优势明显。物流：编制完成了开发区物流规划，分期建设“1215”物流工程(即1个综合运输组织枢纽、2个企业物流区、1个公共信息平台、5个第三方物流企业)。年吞吐量达1000万吨/年的铁路物流中心一期工程现已投入运营,形成了400万吨/年的运送能力。总投资10亿元的集报告用途：发改委立项、政府申请资金、政府申请土地、银行贷款、境内外融资等

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物流、汽修、仓储、加工、信息服务于一体的东达国际物流中心项目一期工程已经投入使用。

三、市场预测

风电作为一种可再生清洁能源，是目前最具规模开发利用前景的能源；到2020年，其规模将由2007年初定的3000万千瓦调整到一亿千瓦。风力发电机有多种不同的形式，其中永磁发电机具备无励磁、转子结构简单、可直驱、维护成本低、可靠性高等特点，正日益被世界各大风力发电机生产厂所重视并开发、生产、使用。钐钴(稀土)永磁材料和钕铁硼(稀土)永磁材料由于性能高(这里所指是烧结钕铁硼磁体，粘结钕铁硼磁体由于性能低不能用于风力发电机)，均能满足风电永磁发电机对永磁材料的性能要求，其中钕铁硼永磁材料由于性能及性价比更高，已是风力发电机用永磁材料的不二之选。1MW大概用钕铁硼1吨，1.5MW用1.3吨，这将加大对钕铁硼的需求。

如果按我国的新能源发展规划，到2020年，风力发电规模将达一亿千瓦，假设全部选用1.5MW风力发电机，将需6万多台套，按每台套需用1.3吨高性能钕铁硼计算，将需超过8万吨的用量，按最低的价格每吨20万元来计算，将产生超过160亿元的高性能钕铁硼市场需求。再加上用于风力发电机的高性能(烧结)钕铁硼磁体同样应用于电动汽车电机或混合动力汽车电机以及其他电机，预计对高性能钕铁硼市场需求将远超过160亿元，产品市场前景非常广阔。

四、效益分析

报告用途：发改委立项、政府申请资金、政府申请土地、银行贷款、境内外融资等

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项目总投资000万元，建设投资00万元，其中固定资产投资000万元。第一年用款占00%，第二年用款占00%。

项目年平均利润总额00万元，年平均新增利润总额00万元。项目年平均上缴所得税00万元。项目年平均净利润00万元，项目年平均新增净利润00万元。

【报告价格】此报告为委托项目报告，价格根据具体的要求协商，欢迎来电。

另：提供国家发改委甲、乙、丙级资质

可行性研究报告大纲（具体可根据客户要求进行调整）第一章 研究概述 第一节 研究背景与目标 第二节 研究的内容 第三节 研究方法 第四节 数据来源 第五节 研究结论

一、市场规模

二、竞争态势

三、行业投资的热点

四、行业项目投资的经济性

报告用途：发改委立项、政府申请资金、政府申请土地、银行贷款、境内外融资等

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第二章 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目总论 第一节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目背景

一、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目名称

二、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目承办单位

三、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目主管部门

四、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目拟建地区、地点

五、承担可行性研究工作的单位和法人代表

六、研究工作依据

七、研究工作概况 第二节 可行性研究结论

一、市场预测和项目规模

二、原材料、燃料和动力供应

三、选址

四、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目工程技术方案

五、环境保护

六、工厂组织及劳动定员

七、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目建设进度

八、投资估算和资金筹措

九、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目财务和经济评论

十、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目综合评价结论

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第三节 主要技术经济指标表 第四节 存在问题及建议

第三章 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目投资环境分析 第一节 社会宏观环境分析

第二节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目相关政策分析

一、国家政策

二、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业准入政策

三、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业技术政策 第三节 地方政策

第四章 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目背景和发展概况 第一节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目提出的背景

一、国家及风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业发展规划

二、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目发起人和发起缘由 第二节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目发展概况

一、已进行的调查研究风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目及其成果

二、试验试制工作情况

三、厂址初勘和初步测量工作情况

四、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目建议书的编制、提出报告用途：发改委立项、政府申请资金、政府申请土地、银行贷款、境内外融资等

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及审批过程

第三节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目建设的必要性

一、现状与差距

二、发展趋势

三、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目建设的必要性

四、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目建设的可行性 第四节 投资的必要性

第五章 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业竞争格局分析

第一节 国内生产企业现状

一、重点企业信息

二、企业地理分布

三、企业规模经济效应

四、企业从业人数

第二节 重点区域企业特点分析

一、华北区域

二、东北区域

三、西北区域

四、华东区域

五、华南区域

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六、西南区域

七、华中区域

第三节 企业竞争策略分析

一、产品竞争策略

二、价格竞争策略

三、渠道竞争策略

四、销售竞争策略

五、服务竞争策略

六、品牌竞争策略

第六章 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业财务指标分析参考

第一节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业产销状况分析

第二节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业资产负债状况分析

第三节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业资产运营状况分析

第四节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业获利能力分析

第五节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业成本费用分析

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第七章 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业市场分析与建设规模

第一节 市场调查

一、拟建 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目产出物用途调查

二、产品现有生产能力调查

三、产品产量及销售量调查

四、替代产品调查

五、产品价格调查

六、国外市场调查

第二节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业市场预测

一、国内市场需求预测

二、产品出口或进口替代分析

三、价格预测

第三节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业市场推销战略

一、推销方式

二、推销措施

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三、促销价格制度

四、产品销售费用预测

第四节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目产品方案和建设规模

一、产品方案

二、建设规模

第五节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目产品销售收入预测

第八章 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目建设条件与选址方案

第一节 资源和原材料

一、资源评述

二、原材料及主要辅助材料供应

三、需要作生产试验的原料

第二节 建设地区的选择

一、自然条件

二、基础设施

三、社会经济条件

四、其它应考虑的因素 第三节 厂址选择

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一、厂址多方案比较

二、厂址推荐方案

第九章 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目应用技术方案 第一节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目组成 第二节 生产技术方案

一、产品标准

二、生产方法

三、技术参数和工艺流程

四、主要工艺设备选择

五、主要原材料、燃料、动力消耗指标

六、主要生产车间布置方案 第三节 总平面布置和运输

一、总平面布置原则

二、厂内外运输方案

三、仓储方案

四、占地面积及分析 第四节 土建工程

一、主要建、构筑物的建筑特征与结构设计

二、特殊基础工程的设计

三、建筑材料

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四、土建工程造价估算 第五节 其他工程

一、给排水工程

二、动力及公用工程

三、地震设防

四、生活福利设施

第十章 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目环境保护与劳动安全

第一节 建设地区的环境现状

一、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目的地理位置

二、地形、地貌、土壤、地质、水文、气象

三、矿藏、森林、草原、水产和野生动物、植物、农作物

四、自然保护区、风景游览区、名胜古迹、以及重要政治文化设施

五、现有工矿企业分布情况

六、生活居住区分布情况和人口密度、健康状况、地方病等情况

七、大气、地下水、地面水的环境质量状况

八、交通运输情况

九、其他社会经济活动污染、破坏现状资料

十、环保、消防、职业安全卫生和节能

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第二节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目主要污染源和污染物

一、主要污染源

二、主要污染物

第三节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目拟采用的环境保护标准

第四节 治理环境的方案

一、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目对周围地区的地质、水文、气象可能产生的影响

二、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目对周围地区自然资源可能产生的影响

三、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目对周围自然保护区、风景游览区等可能产生的影响

四、各种污染物最终排放的治理措施和综合利用方案

五、绿化措施，包括防护地带的防护林和建设区域的绿化 第五节 环境监测制度的建议 第六节 环境保护投资估算 第七节 环境影响评论结论 第八节 劳动保护与安全卫生

一、生产过程中职业危害因素的分析

二、职业安全卫生主要设施

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三、劳动安全与职业卫生机构

四、消防措施和设施方案建议

第十一章 企业组织和劳动定员 第一节 企业组织

一、企业组织形式

二、企业工作制度

第二节 劳动定员和人员培训

一、劳动定员

二、年总工资和职工年平均工资估算

三、人员培训及费用估算

第十二章 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目实施进度安排 第一节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目实施的各阶段

一、建立 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目实施管理机构

二、资金筹集安排

三、技术获得与转让

四、勘察设计和设备订货

五、施工准备

六、施工和生产准备

七、竣工验收

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第二节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目实施进度表

一、横道图

二、网络图

第三节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目实施费用

一、建设单位管理费

二、生产筹备费

三、生产职工培训费

四、办公和生活家具购置费

五、勘察设计费

六、其它应支付的费用

第十三章 投资估算与资金筹措

第一节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目总投资估算

一、固定资产投资总额

二、流动资金估算 第二节 资金筹措

一、资金来源

二、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目筹资方案 第三节 投资使用计划

一、投资使用计划

二、借款偿还计划

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第十四章 财务与敏感性分析 第一节 生产成本和销售收入估算

一、生产总成本估算

二、单位成本

三、销售收入估算 第二节 财务评价 第三节 国民经济评价 第四节 不确定性分析

第五节 社会效益和社会影响分析

一、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目对国家政治和社会稳定的影响

二、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目与当地科技、文化发展水平的相互适应性

三、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目与当地基础设施发展水平的相互适应性

四、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目与当地居民的宗教、民族习惯的相互适应性

五、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目对合理利用自然资源的影响

六、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目的国防效益或影响

七、对保护环境和生态平衡的影响

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第十五章 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目不确定性及风险分析

第一节 建设和开发风险 第二节 市场和运营风险 第三节 金融风险 第四节 政治风险 第五节 法律风险 第六节 环境风险 第七节 技术风险

第十六章 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业发展趋势分析

第一节 我国风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业发展的主要问题及对策研究

一、我国风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业发展的主要问题

二、促进风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业发展的对策 第二节 我国风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业发展趋势分析

第三节 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业投资机会及报告用途：发改委立项、政府申请资金、政府申请土地、银行贷款、境内外融资等

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发展战略分析

一、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业投资机会分析

二、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业总体发展战略分析

第四节 我国 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业投资风险

一、政策风险

二、环境因素

三、市场风险

四、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业投资风险的规避及对策

第十七章 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目可行性研究结论与建议

第一节 结论与建议

一、对推荐的拟建方案的结论性意见

二、对主要的对比方案进行说明

三、对可行性研究中尚未解决的主要问题提出解决办法和建议

四、对应修改的主要问题进行说明，提出修改意见

五、对不可行的项目，提出不可行的主要问题及处理意见

六、可行性研究中主要争议问题的结论

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第二节 我国风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目行业未来发展及投资可行性结论及建议

第十八章 财务报表 第一节 资产负债表 第二节 投资受益分析表 第三节 损益表

第十九章 风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目投资可行性报告附件、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目位置图 2、主要工艺技术流程图 3、主办单位近5 年的财务报表、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目所需成果转让协议及成果鉴定、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目总平面布置图 6、主要土建工程的平面图 7、主要技术经济指标摘要表、风力发电机用高性能烧结钕铁硼磁项目投资概算表 9、经济评价类基本报表与辅助报表 10、现金流量表

报告用途：发改委立项、政府申请资金、政府申请土地、银行贷款、境内外融资等

北京智博睿信息咨询有限公司 、现金流量表 12、损益表、资金来源与运用表 14、资产负债表 15、财务外汇平衡表 16、固定资产投资估算表 17、流动资金估算表 18、投资计划与资金筹措表 19、单位产品生产成本估算表 20、固定资产折旧费估算表 21、总成本费用估算表、产品销售（营业）收入和销售税金及附加估算表