新质料故事｜风电叶片为绿色能源插上起舞的翅膀

来源：中建材股份党群事情部、中材叶片 宣布时间：2022-07-06

编者按

当质料醒来的那一刻，它将成为你生活中的一段感受。看、听、触摸......置身其中，质料无处不在。我们的能工巧匠们，实验、坚守、立异，锲而不舍，只为成绩质料背后的可能，开发质料蕴含的宝藏。我们始终心怀“国之大者”，打造“国之大材”，效劳国防建设、效劳国家重大工程、效劳国民经济主战场、效劳人民美好生活......

《新质料故事》，将用通俗易懂的话语，让各人更好认识身边无处不在的新质料，为各人讲述我们与社会生长、人类生活齐步走的故事。

让我们追随本期探索队长「中材叶片」，看风电叶片如何挖掘风中的能源宝藏~

2022年北京冬奥会的所有场馆均由100%可再生能源供电，人民日报外洋版刊文“来自张北的风，点亮冬奥的灯”，让风电等清洁能源随着这一盛事广泛走入了人们的视野。实际上，“风电”不是第一次上“热门”了，2005年《可再生能源法》公布以来，风电正加速走进社会生活的方方面面，成为国家实现“碳中和”“碳达峰”目标的重要力量。

如今，一支支高耸的风力发电机耸立在平原、山间、海面，它们就像人类栽种的工业之花，在高空随风起舞，将绿色能源输送到千家万户。它们挥舞的翅膀就是风电叶片，作为风力发电机的“灵魂”，风电叶片是决定风机的捕风能力、发电效率等的要害部件。

中材科技于2007年组建中材叶片，专业从事大型复合质料风电叶片的设计、研发、制造和效劳，多年以来，不忘初心，立异不止，借着风的力量，跨越山海，在能源转型升级的门路上，源源不绝地输送绿色动力。

风电叶片堆场

逐风

挖掘低风速区的能源宝藏

最早开发风电时，大大都风机都瞄准了高风速区，随着资源开发和技术进步，可开发的风速不绝下探，低风速区成为新的“蓝海”。低风速区一般是指风速在6～8米/秒之间的弱风区，相比高风速地区更接近电网负荷的受端地区，是极具潜力的“能源”宝藏。在低风速区建设风电项目，为获取更大的捕风量，所需叶片的长度更长、重量更重，给轴承、塔筒、传动部件的载荷和担负也就更大。因此在叶片长度增加的同时包管风机运转的稳定性和发电效率的提升一时成为了行业难题。中材叶片从源头出发，在设计研究与立异应用、技术立异、质料开发等多角度、全方面逐个击破种种问题与困难。

在叶片设计技术研究和立异应用方面，中材叶片苦练内功，连续打造焦点竞争力。中材叶片建立了细长结构大型风电叶片低载高效气动设计要领、基于重量和载荷宁静性平衡的复合质料结构迭代设计要领和高效率、高精度的结构校核要领，缩短了叶片设计周期，提高了产品可靠性。在坚持自主开发的同时，也积极增强与行业高水平科研机构的技术交流相助，好比与荷兰能源研究中心ECN相助开展气动设计技术深度研究，进行大型风电叶片气弹稳定性剖析技术研究，包管产品在运行中的稳定性。

中材叶片通过对碳纤维预浸料真空成型和碳纤维织物液体成型技术研究，确定了碳纤维预浸料评价技术标准，攻克了碳纤维铺放的工艺难题，完成了固化工艺、质料匹配及配套辅助质料的研究，乐成解决了碳纤维在大型风电叶片上结构设计、工艺验证、质量控制及批量应用等要害技术问题。2017年，乐成开发出接纳了碳纤维主梁真空灌注成型工艺的Sinoma75-6.7MW海上抗台风型大叶片。

在坚持推动研发和试验平台建设方面，中材叶片着力开展质料实验室建设，进行复合质料及相关原质料（纤维织物、树脂、芯材等）性能测试和整体结构检测，全面具备原质料测试评价剖析能力，并于2014年获得CNAS认证。同时中材叶片在北京、酒泉、阜宁拥有5个叶片结构测试平台，并于2017年建设完10MW-120m全生命周期全尺寸侧拉加载室内试验台，用于效劳大叶片设计开发，可满足全尺寸叶片测试项目海内外认证要求。2018年，试验台已通过DNV GL国际资质认证。

面对科研立异之路上的疾风骤雨，中材叶片研究团队始终以不懈的毅力破解难题，让疾风通过更大、更坚实的“羽翼”，转化为起舞的动力，从容迎接骤雨事后辉煌的天虹。

踏浪

在海上架起高科技“捕风网”

相比陆上风资源，海上风资源具有平均风速高，不占耕地、距离用电负荷近等优点，是近年全球风电资源开发的热点地区。但海洋情况更庞大——低温、雷暴、大风等卑劣条件让孤苦的风机似乎在“渡劫”。如何包管风电叶片在庞大海洋情况和差别运行条件下宁静运转，是每个叶片研发制造商必须考虑的问题。

为此，中材叶片给每一片风电叶片打造了一整套“神级”装备，包管它们在庞大的海上情况中顺利通关，修炼成“捕风能手”。

在叶片防护技术开发上，中材叶片与供应商协同开展了叶片外貌在卑劣情况中防护体系的研究；与涂料供应商联合研发了适用于叶片生产工艺的聚氨酯模内胶衣，为提高后处理涂装效率提供了技术储备。在叶片主动式防/除冰技术开发上，针对叶片覆冰带来的一系列问题，设计在一定电压下通过在叶片易覆冰的区域铺设电热膜质料，实现对外通报热量，抵达防除冰的目的。在叶片全情况防雷系统设计开发上，针对差别区域雷暴特点，设计开发了适用于全情况的风电叶片防雷系统并实现应用。在增功降噪技术开发应用上，自主设计开发了适用于自有产品体系的涡流爆发器（VG）及扰流板控制部件，以提升发电效率；自主设计开发的叶片降噪锯齿，广泛应用到种种产品型号，有效降低了叶片运行历程中爆发的噪音。