風(fēng)電行業(yè)正進(jìn)入精益化時(shí)代。每一個(gè)細節的提升，對于度電成本下降的意義都不可小覷。風(fēng)機葉片材料，這一易被忽視的細節，竟也蘊藏著(zhù)提升發(fā)電量、降低風(fēng)機造價(jià)的大文章。
去年，高性能聚合物材料供應商科思創(chuàng )聯(lián)合行業(yè)伙伴在中國研制成功全球第一支1.5MW新型高性能聚氨酯樹(shù)脂體系風(fēng)機葉片，這意味著(zhù)在葉片材料上用聚氨酯代替傳統的環(huán)氧樹(shù)脂成為可能。繼1.5MW聚氨酯葉片之后，目前，科思創(chuàng )正試制更大容量風(fēng)機的聚氨酯葉片，推動(dòng)聚氨酯風(fēng)機葉片早日實(shí)現商業(yè)化應用。
李倩
尋找替代材料已成行業(yè)需求
“傳統的環(huán)氧樹(shù)脂材料在風(fēng)電葉片上的大規模應用已超過(guò)30年，被認為是成熟可靠的技術(shù)，但隨著(zhù)低風(fēng)速風(fēng)電開(kāi)發(fā)的興起，風(fēng)機葉片越做越長(cháng)，環(huán)氧樹(shù)脂材料葉片在價(jià)格、工藝等方面的瓶頸已經(jīng)顯現�！笨扑紕�(chuàng )聚氨酯事業(yè)部亞太區研發(fā)總監李倩博士日前接受本報記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。
李倩表示，輕量化和大型化是風(fēng)機葉片發(fā)展的趨勢，隨之對工藝的要求也越來(lái)越高。此外，伴隨風(fēng)電上網(wǎng)標桿電價(jià)不斷下調，風(fēng)電平價(jià)時(shí)代漸行漸近，成本壓力也促使行業(yè)尋找新材料替代的途徑。
有數據顯示，葉片成本約占風(fēng)機成本的20%-30%，約占風(fēng)場(chǎng)投資成本的10%-15%。若葉片能在保證性能的前提下進(jìn)一步降低造價(jià)，無(wú)疑將有力推動(dòng)風(fēng)電單位千瓦造價(jià)的下降，并最終助力實(shí)現全生命周期風(fēng)電度電成本的降低。
性能及經(jīng)濟性?xún)?yōu)勢是關(guān)鍵
相比環(huán)氧樹(shù)脂，聚氨酯材料更適應葉片輕量化、大型化趨勢。聚氨酯本身并非新材料，從發(fā)明至今已有80年的歷史。只不過(guò)，科思創(chuàng )把聚氨酯材料創(chuàng )新性應用于風(fēng)機葉片領(lǐng)域，開(kāi)創(chuàng )了聚氨酯葉片的先河。
李倩告訴記者，之所以能選擇聚氨酯代替環(huán)氧樹(shù)脂應用于風(fēng)機葉片，也正是基于其良好的性能和經(jīng)濟性?xún)?yōu)勢。
首先，聚氨酯材料本身的機械性能好。例如，聚氨酯樹(shù)脂具有比環(huán)氧樹(shù)脂更低的粘度和更好的流動(dòng)性;聚氨酯的放熱峰低于環(huán)氧樹(shù)脂，從而可以降低樹(shù)脂放熱對PVC泡沫芯材的影響;聚氨酯能更好地與碳纖維進(jìn)行結合。因此，通過(guò)優(yōu)化葉片設計，應用聚氨酯材料能制成更輕更長(cháng)的風(fēng)機葉片，帶來(lái)更高發(fā)電效率并降低發(fā)電成本。
其次，從工藝上看，聚氨酯的灌注和固化效率相比環(huán)氧樹(shù)脂也大大提高，縮短了制造周期�！皶r(shí)代新材剛剛下線(xiàn)的2.2MW聚氨酯葉片，灌注能節約50%的時(shí)間，固化能節約40%的時(shí)間，從而縮減了人力成本和模具成本�！崩钯徽f(shuō)，“當溫度降到一定程度，聚氨酯在灌注效率上會(huì )有額外的優(yōu)勢顯現出來(lái)�！�
當前，低風(fēng)速風(fēng)電和海上風(fēng)電已成風(fēng)電開(kāi)發(fā)的兩個(gè)熱點(diǎn)。李倩認為，除適用于低風(fēng)速風(fēng)機外，聚氨酯材料同樣能很好滿(mǎn)足海上風(fēng)機的需要�！昂Ｉ巷L(fēng)機通常需要更長(cháng)葉片，面臨更高風(fēng)速，對防腐性能有更高要求，這使聚氨酯材料葉片優(yōu)勢更明顯�！�
商業(yè)化應用有待探索
然而，在當前的風(fēng)電市場(chǎng)，99%以上的風(fēng)機葉片仍使用傳統的環(huán)氧樹(shù)脂材料。聚氨酯葉片如何才能從實(shí)驗室真正走向商業(yè)化應用?
“風(fēng)電行業(yè)投資大、風(fēng)險高，業(yè)主對新材料新技術(shù)的應用會(huì )更加謹慎，同時(shí)，風(fēng)電行業(yè)特別強調運行業(yè)績(jì)，需要有第一個(gè)吃螃蟹的人�！崩钯徽f(shuō)，“聚氨酯葉片研制成功的一年來(lái)，我們正在積極與葉片制造商、整機商甚至業(yè)主進(jìn)行密切溝通，爭取早日推動(dòng)聚氨酯葉片實(shí)現商業(yè)化應用�！�
李倩向記者表示，由于聚氨酯材料在大葉片上具有更明顯的替代優(yōu)勢，預計在需要更大葉片的低風(fēng)速風(fēng)機上，聚氨酯葉片有可能率先走向市場(chǎng)。
實(shí)際上，新材料的引入并非簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的材料替代，它需要跟其他配套材料，以及葉片產(chǎn)業(yè)鏈上各個(gè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行密切配合，才能最終推向市場(chǎng)，獲得用戶(hù)的認可。
作為風(fēng)能聚氨酯應用領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，科思創(chuàng )除研制聚氨酯葉片外，已將聚氨酯材料技術(shù)成熟應用于塔筒和葉片的涂料體系以及風(fēng)機海底電纜的彈性體。
在李倩看來(lái)，將聚氨酯材料創(chuàng )新性應用于風(fēng)電領(lǐng)域，將推動(dòng)風(fēng)電成為更加綠色、更具價(jià)格優(yōu)勢的清潔能源。
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