“風機葉片需要緊跟市場形勢！”近日，中國科學院工程熱物理研究所研究員趙曉路在接受《中國科學報》記者采訪時指出，基于中國風資源狀況的特點，開展抗臺風葉片、低風速葉片、仿生葉片和低噪音葉片等一系列區域化技術的研究是目前及未來葉片研發的趨勢。

不久前，由中國科學院工程熱物理研究所與河北保定華翼風電葉片研究開發有限公司完成的“適合中國風資源狀況的系列化風輪葉片研究開發”科研成果通過了鑒定委員會鑒定。

據華翼風電副總經理劉從慶介紹，適合中國風資源狀況的系列化風輪葉片研發將助推我國低風速風電場開發。

期待新型葉片研發

我國風資源豐富，但不同區域的氣候環境和風資源狀況差距較大。目前，我國大規模風能開發利用主要集中在風能資源豐富的高風速區，而我國的風力資源中符合國際電工委員會（IEC ）標準類的風資源居多，是接近類和類風資源總量的兩倍。

劉從慶介紹說，我國可利用的低風速資源面積，約占全國風能資源區的68%，且接近電網負荷中心，主要集中在福建、廣東、廣西、安徽、湖南、湖北、江西、四川和云貴地區。

“目前,我國還基本處于低風速發電開發的初級階段。”趙曉路說，隨著我國風電的發展，國家文件明確指出，把加強低風速風電開發納入“十二五”風電發展規劃，低風速地區的風電裝機規模將會不斷加大。

不同的地域和氣候特征也給葉片的設計帶來不同要求。趙曉路指出，不同區域的風資源具有不同的特點。同時，我國海上風資源豐富，開發海上風電葉片也是發展的必然。

“同時，隨著葉片的大型化，為了降低葉片的運輸成本，保證葉片運輸安全，進行分段式葉片開發已經成為必然。而隨著風機葉片尺寸和重量的不斷增長，風機的控制越來越困難，因此智能葉片也是風電技術研究的重要方向之一。”趙曉路說。

開拓低風速市場的挑戰

“低風速市場的開拓，是對風機技術和性能的挑戰。”趙曉路指出，由于低風速區風能密度較低，風電機組必須通過采用更大的葉片和優化的設計捕獲更多的風能，從而提高發電效率。隨著葉片的加大，如何控制葉片質量及載荷成為低風速葉片設計的難點。

2006年初，由中科院工程熱物理研究所、中國風能協會與保定國家新能源設備產業基地共同發起、組建的國內第一個風電葉片專業化的研發機構保定華翼風電葉片研究開發有限公司在保定國家高新區注冊成立。2008年1月申請成為河北省風電葉片工程技術研究中心。

作為河北省風電葉片工程技術研究中心，該公司針對葉片氣動設計、結構設計、模芯設計與制造、模具設計與制造、葉片生產工藝、葉片檢測等葉片研發全過程展開工作，目標是建立自主知識產權的葉片研發體系和具有一流風電葉片研發能力的公共技術服務平臺。

2007年11月，該中心投產了中國第一片1.5/2.0兆瓦風電葉片。

2009年10月，運用該中心大尺寸預彎式風電葉片的設計技術研制的1.5兆瓦38米葉片實現批量化生產，在內蒙白云鄂博風場實現掛機運行。該型號產品是國內第一個通過鑒衡認證中心認證的1.5兆瓦級風輪葉片，各項指標達到國際同類產品水平，為建立我國自主知識產權的葉片設計體系奠定了基礎。

打造適合我國風資源狀況的葉片

據趙曉路介紹，在“適合我國風資源狀況的系列化風輪葉片研究開發”中，主要從氣動和結構兩方面采取了措施，目標是實現以降低載荷、控制重量，同時考慮年發電量為目標的風輪葉片的氣動、結構設計優化。

據悉，該項目在國內率先建立了集基礎理論、氣動結構設計、載荷分析、材料、工藝、檢測研究為一體的先進的葉片研發平臺，形成了具有完全自主知識產權的系列化葉片研發體系，并已完成1.5兆瓦38米/40.3米/42.8米系列風輪葉片設計、制造、檢測，實現了批量生產。同時，該設計技術已應用于2.5兆瓦及3兆瓦系列葉片。

今年早些時候，中國科學院“適合中國風資源狀況的系列化風輪葉片研究開發”成果鑒定會舉行。鑒定委員會認為，該成果建立了具有自主知識產權的風電葉片研發體系，首次實現了我國自主研發的葉片設計和工藝技術的對外輸出，研究成果處于國際先進水平。

據劉從慶介紹，“適合我國風資源狀況的系列化風輪葉片”這一成果目前已有3個型號的葉片實現了掛機運行，分別在新疆、內蒙古、寧夏、河北等地應用，掛機情況良好。

“隨著國家風電產業政策的調整，"十二五"規劃的1億千瓦風電裝機目標中，將有2000萬千瓦的份額屬于低風速風電開發。”劉從慶說，該項成果形成的適合我國低風速風資源特點的葉片設計開發技術，可以滿足未來我國風電開發的需求。