甘肃酒泉是第一个开工建设的千万千瓦级风电基地项目,于2009年8月8日正式宣布启动,一期规模380万千瓦。甘肃省辽阔而狭长,风能资源丰富,条件得天独厚。甘肃风电建设始于1997年6月的4台300千瓦机组,到2008年已位列全国第7位(见图1)。 图1:全国及甘肃省的风电发展规划(单位:万kw)
1.3.风电装备制造业
风电装备制造业是随着风电新能源的发展而快速成长起来的新产业领域。
风电装备产业链一般包括原材料供应商、零部件制造商、制造商、维修及认证等。
风电装备由于受其本身的结构、形状、重量等限制,运输成本占相当大的比重,因此其零部件中的塔架和叶片工厂布局往往是靠近风电场,出于竞争等考虑,整机制造工企业也大多分散在风电场附近布局。
我国一些风力资源丰富、具备一定工业和交通基础或综合实力较强的地方已经形成了风电装备制造业体系或特色产品,比如甘肃酒泉、内蒙古包头、江苏盐城,比如天津、保定等等。在甘肃、内蒙古、新疆、吉林、河北和江苏的6大风电产业基地之外,将计划增加湖北恩施和吉林白城。
我国的风电整机制造企业,按照累计装机规模,金风、华锐、东汽是第1梯队,各自比例达到10%以上,其它包括浙江运达、航天安迅能、上海电气、广东明阳、湘电风能、常州轨道新誉等,另外有一些新进入的企业如重庆海装等,总数约70多家。叶片制造企业有中航惠腾、中复连众、天津东汽、中材科技、天威叶片、华翼风电、中能风电等。与台湾的合作也出现了新的进展。如果叶片的产能完全释放,基本满足1-2年内整机制造企业的发展需求。
外资的风电整机制造企业主要是Gamesa歌美萨、Vestas维斯塔斯、GE、Suzlon苏司兰、Nordex恩德等(大多同时生产叶片)。主要叶片制造企业是LM-艾尔姆。
由于大量资本的进入,风电装备制造业已经出现了产业过热的表征,成为当前讨论和分析的焦点之一,这从另外一个侧面说明,风电装备制造业的竞争将加剧,而风电机组的实际中标价格也已经开始下降,同时促进产品改进升级和国产化速度加快。
国家对风电装备的国产化有明确规定,这也是国内风电装备制造业快速发展的基础之一。
叶片是风电设备中对化工原材料依赖最大的部件,环氧树脂(及不饱和聚酯等)和玻璃纤维及其织物是其关键原材料,环氧结构胶粘剂、泡沫夹芯材料及叶片保护涂料是辅助原材料,这些产品刚刚列入国家高技术研究发展计划(863计划)新材料技术领域“MW级风力发电机组风轮叶片原材料国产化”重点项目。
2.风力发电装备运行环境分析
从涂装防护的角度,基础及支撑结构(塔架)、风轮叶片及机舱罩和整流罩、发电机组、控制电气设备、变压器等部件是重点。
ISO 12944研究讨论的是采用防护涂料体系对钢结构进行防腐蚀保护方而的内容。该标准给出了三个耐久性范围:低(L ) :2-5年,中等(M ):5-15年,高(H):15年以上。耐久性是一个能够帮助业主进行维修计划的技术依据,在出现涂层褪色、粉化、污损、磨损、撕裂,或者出于美观或其它原因,维修涂装工作需要频繁进行。
风电机组面临的是大气腐蚀环境(划分C1非常低、C2低、C3中等、C4高、C5-1很高(工业)、C5-M很高(海洋)6个等级)、水和土壤腐蚀环境(Im1淡水、Im2海水或盐水、Im3土壤)。这是目前风电机组金属表面防腐设计的主要依据。
大气中磨损应力(磨蚀),可能因为风挟带的颗粒(例如砂粒)摩擦钢结构、叶片表而产生破坏,另外是水滴、冰雹、沙尘暴甚至飞鸟等较大物的撞击破坏。这在沙漠戈壁风电场塔架迎风面及底部、风电叶片表面、箱式落地变压器迎风侧面比较常见和明显,特别是叶片的叶尖速度在许多情况下超过70m/s,磨损会造成结构破坏、效率下降和损失。