风力发电是一种清洁能源技术，风力发电的原理是利用风力带动风机叶片旋转，再透过增速装置提升转速，驱动发电机发电，将风能转化为机械能源，然后再转变成电力。一套风电机组（风机）由叶片、齿轮箱、电机、轴承、风塔、机舱罩、控制系统等部件组成，依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电可以分为陆上风力发电和海上风力发电。

我国风电主要经历了五个阶段

通过复盘我国风电装机周期变迁，综合不同阶段影响装机的主要因素，可以看到国家政策性补贴及并网消纳水平是影响风电装机的两大核心因素。

风力发电设备结构简图

对于风力发电，多采用升力型水平轴风力发电机。大多数水平轴风力发电机具有对风装置，能随风向改变而转动。

风轮的旋转轴垂直于地面或者气流的方向，垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。主要分为阻力型和升力型。阻力型垂直轴风力发电机主要是利用空气流过叶片产生的阻力作为驱动力的，而升力型则是利用空气流过叶片产生的升力作为驱动力的。由于叶片在旋转过程中，随着转速的增加阻力急剧减小，而升力反而会增大，所以升力型的垂直轴风力发电机的效率要比阻力型的高很多。

是一种新型的风力发电设备，其核心技术是利用风轮上下两个转轮间的径流双轮效应来提高发电效率。传统的风力发电设备只有一个水平转轮，风向发生变化时会导致转轮受到侧向风力影响，从而影响发电效率。而径流双轮效应风轮则在水平转轮的上下方分别增加了一个竖直转轮，通过对风的分流作用来减小侧向风力对转轮的影响，从而提高发电效率。该设备的优点还包括：可以利用低速风资源发电、噪音低、对环境影响小等。因此，径流双轮效应风轮被认为是未来风力发电的一个重要发展方向。

风力发电机主要由叶轮、机舱、塔筒三部分构成。其中，叶轮负责将风能转化为机械能，继而通过发电机转化为电能，风电叶片的尺寸、形状直接决定了能量转化效率，也直接决定了机组功率和性能，是风电发电机的“灵魂”，占风力发电机成本的22%。

风电叶片是风电机组中将自然界风能转换为风力发电机组电能的核心部件，也是衡量风电机组设计和技术水平的主要依据。随着风电行业的加速发展，风力发电整机容量不断增长，对风电叶片的体积、长度、质量等方面要求愈来愈高，叶片制作、生产过程工艺控制、叶片维护等方面实际操作难度日益提升，风电叶片行业技术、工艺创新需求持续增长。

风电叶片结构如有图所示，传统风电叶片的主要结构包括01迎风面壳体、02背风面壳体及03腹板(前、后缘腹板)。其中，迎风面和背风面是由04内外蒙皮、05芯材、06主梁、后缘梁(图中未显示)及粘接角(图中未显示)组成的夹心结构。

风电叶片产业链由上至下可依次分为上游原材料、中游叶片以及下游风能发电环节。

目前叶片生产主流技术工艺路线有真空灌注成型工艺、预浸料铺放工艺、拉挤工艺等。

真空灌注成型工艺是将纤维增强材料直接铺放在模具上，在纤维增强材料上铺设一层剥离层，剥离层通常是一层很薄的低孔隙率、低渗透率的纤维织物，剥离层上铺放高渗透介质，然后用真空薄膜包覆及密封。模具用薄膜包覆密封，真空泵抽气至负压状态。脱模布为一层易剥离的低孔隙率的纤维织物，导流布为高渗透率的介质，导流管分布在导流布的上面。树脂通过进胶管进入整个体系，通过导流管引导树脂流动的主方向，导流布使树脂分布到铺层的每个角落，固化后剥离脱模布，从而得到密实度高，含胶量低的铺层结构。

预浸料方法依其所使用的预浸增强材料而得名。在这种工艺中，部分固化树脂和增强材料铺放在单模中，加热固化。为了避免富树脂区的出现和排除存气空隙，需要预浸料中的树脂有足够的溢出量，目前，市场上商业化的预浸料一般需要较高的固化温度(90～110)。使用预浸料的主要优势是在生产过程中纤维增强材料排列完好，因此可以制造低纤维缺陷以及性能优异的部件。

拉挤成型工艺一般用于生产具有一定断面，连续成型制品的生产中。这种连续成型工艺中，增强材料通过树脂浸胶槽，固化成型。拉挤制品的纤维含量高，质量稳定，由于是连续成型易于自动化，适合大批量生产。

拉挤成型工艺一般用于生产具有一定断面，连续成型制品的生产中。这种连续成型工艺中，增强材料通过树脂浸胶槽，固化成型。拉挤制品的纤维含量高，质量稳定，由于是连续成型易于自动化，适合大批量生产。

树脂传递模塑工艺属于半机械化的复合材料成型工艺，工人只需将设计好的干纤维预成型体放到模具中并合模，随后的工艺则完全靠模具和注射系统来完成和保证，没有任何树脂的暴露，并因而对工人的技术和环境的要求远远低于手糊工艺并可有效地控制产品质量。RTM工艺采用闭模成型工艺，特别适宜一次成型整体的风力发电机叶片(纤维、夹芯和接头等可一次模腔中共成型)，而无需二次粘接。

首先将增强材料和树脂置于双瓣模具中，然后闭合模具，加热加压，然后脱模，进行后固化。这项工艺的优点在于纤维含量高和孔隙率低，并且生产周期短，精确的尺寸公差及良好的表面处理。

手糊是生产复合材料风机转子叶片的一种传统工艺。在手糊工艺中，将纤维基材铺放于单模内，然后用滚子或毛刷涂敷玻璃布和树脂，常温固化后脱模。手糊方法可用于低成本制造大型、形状复杂制品。因为它不必受加热及压力的影响。使用简单的设备和模具即可，另外相对于其他可行性方案成本更低廉。

随着“十四五”规划、碳达峰和碳中和政策的推出，可再生清洁能源发电成为了中国未来发展的重点领域和主要布局点，风力发电、清洁能源等行业的大力发展而步入快车道，未来行业的发展环境将持续向好。国家政策层面也将持续推进支持建设。在“十四五”规划中，国家明确2030年风电和太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。在空间布局上，要以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点加快建设大型风电，同时稳妥推进海上风电基地的建设。

全国能源消费量保持高速增长。数据显示，2022年，我国生产总值超120万亿元。各产业经济规模的快速发展，拉动我国能源市场消费总量保持高速增长。

据国家统计局统计，2022年，我国能源消费总量达54.1亿吨标准煤，同比增长3.24%；中国海油集团能源经济研究院2023年12月10日发布报告预计本年我国能源消费总量可达到56.7亿吨标准煤，同比增长约4.7%。同时，清洁能源占能源消费总量的比重不断提升，2023年可再生能源成为保障电力供应新力量，总装机年内连续突破13亿、14亿大关，达到14.5亿千瓦，占全国发电总装机比重超过50%，历史性超过火电装机。因此我国能源市场的发展特点为风电行业提供了良好的环境。

风电作为一种可再生能源发电技术，其发展和应用已遍布全球，受到越来越多国家的重视，根据全球风能理事会(GWEC)预测，全球风电装机将迎来快速增长，预计到2027年年新增装机将达到157GW。海风装机未来几年也将高速增长，2023-2025年，装机预计分别达到15、17、26GW，其中2024年依托中国市场、2025年依托欧洲市场贡献增量。从2026年开始欧洲海风装机将达到10GW级别，2029年达到20GW级别。此外，2025年开始，亚太地区(除中国)海风装机也将起量，海外市场有望为国内海风产业贡献明显的订单增量。

近年来，在全球“双碳”政策背景下，风力发电已经成为除光伏外全球经济体能源转型的重要新方向，要完成各省十四五规划目标，对应2024-2025年海风并网需达30GW，当前存量海风项目加快审批与开工节奏，预计2024年海风开工规模将达到15GW，年内并网在10GW+。此外，2023年国家能源局表示，将出台《深远海海上风电开发建设管理办法》并制定全国深远海海上风电规划，深远海将成为海上风电开发的重要组成部分，预期相关政策及规划有望在2024年逐步落地，进一步打开海风发展空间。

我国在风电技术研发和生产方面不断增加投入、提升技术水平和产能，已成为全球领先的风电制造国家。截至2022年底，累计装机超过18万台，容量超3.9亿千瓦，同比增长14.1%；其中，陆上累计装机容量3.6亿千瓦，占全部累计装机容量的92.3%，海上累计装机容量3051万千瓦，占全部累计装机容量的7.7%。

2023年12月20日，国家能源局发布1-11月份全国电力工业统计数据，截至11月底，全国累计风电装机容量约4.1亿千瓦，同比增长17.6%，新增4139万千瓦。与此同时，风电设备累计利用2029小时，比上年同期增加21小时，风电工程投资额完成2020亿元，同比增长33.7%。在全球风电发展及中国“双碳”政策背景下，未来中国风电市场将继续保持增长趋势。

中国风电行业未来发展的主要趋势体现为以下几点：

中国拥有丰富的海上风能资源，尤其是在东海和南海地区。未来，海上风电将成为风力发电的主要增长领域。政府鼓励海上风电项目的开发，并投资于海上风电基础设施。

随着技术不断进步和市场需求的增加，中国的风力发电装机容量将继续增加。政府设定了各种目标，如“十四五”规划中的可再生能源目标，这将推动更多的风力发电项目的建设。

风力发电技术将继续创新，以提高效率和可靠性。同时，生产规模扩大和经验积累将有助于降低风力发电的生产成本，使其更具竞争力。

其中，技术创新是最为核心与关键的部分，是推动风电行业向好发展的重要动力，可总结为以下四个方向：

中国的风力发电企业将继续积极参与国际市场竞争出口风力发电设备并参与全球风力发电项目。中国的技术和设备已经在国际市场上取得了成功，这将为中国风力发电行业提供增长机会。

加快电网的升级和扩容，提高电网的接入能力和灵活性；推进跨区域和跨国家的电力互联和贸易，实现风能风电的优化配置和平衡消纳；发展多元化的用电需求和市场机制，增加风能风电的消纳渠道和价格激励；促进风能风电与储能、氢能等技术的融合，提高风能风电的可调度性和可储存性。

加快风机的技术进步和创新，提高风机的性能和可靠性，降低风机的制造成本和维护成本；推进风场的规模化和集约化，提高风场的效率和利用率，降低风场的建设成本和运营成本；发展风能风电的融资渠道和模式，降低风能风电的融资成本和风险；完善风能风电的政策支持和补贴机制，提高风能风电的收益水平和稳定性。

加强风能风电的环境影响评估和监测，减少风能风电的负面影响，提高风能风电的环境友好性；加强风能风电的社会沟通和参与，增加风能风电的社会支持和共识，提高风能风电的社会合法性；加强风能风电的社会效益和公益，增加风能风电的社会价值和贡献，提高风能风电的社会影响力。

转自 曼塔瑞MantaRay