浅析风力发电机叶片关键技术

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1、学兔兔www.xuetutu.com浅衍凤度电机十键丝术口陈跃平口戴顺孝口毕佳上海市机电科技情报研究所上海200070摘要：选取了五家在世界风电制造业排名比较靠前的企业，筛选出这些企业在风力发电机叶片技术方面申请的核心专ft．0．以这些核心专利为研究对象．从技术类别、技术功效和技术时间分布三个角度，分析了风机叶片在设计、制造方面的关键技术及发展经验，进而为我国企业今后的研发提供一些参考建议。关键词：风力发电机叶片关键技术中图分类号：TK83文献标识码：A文章编号：1000—4998(2011)10-0069-04法、结构设计及安装、控制方法和附加装置4类，类别1风力发电的现状中的

2、专利分布数量如图1所示。根据全球风能理事会统计，2010年全球新增风电装机35．8GW，全球风电装机总量达到194．4GW，较2009年的158．7GW增长了22．5％。2010年超过一半的新增风电装机来自欧美之外的非传统市场，其中贡献最大的要数中国．几乎占到了全球新增装机容量的一半，约为16．5Gw。至此，中国风力发电装机容量超过40GW(约合4000万kW)，超越美国，成为全球风电装机容量最大的国家。如今中国风电市场已经进入快速发展阶段。近十年来平均年增长率保持在50％左右。现在国内投入运行的风机中使用了较多的进口部从图1可以看出，附加装置的核心专利数量最多，件，部件成本较高

3、，因此，实现设备国产化、降低部件成占到40％左右，根据检索到的专利，附加装置主要包本是大力发展中国风力发电产业的重要选择。括避雷装置、除冰检测装置以及少量减振装置，这部分风力发电机组是由叶片、传动系统、发电机以及电核心专利数量之多可以说明该领域的技术相对成熟。器系统等组成的发电装置。其中，叶片是保证风力发具体专利号如表2所示。电机组有效捕获风能的核心部件，直接影响风力发电结构设计及安装的核心专利数量也较多。叶片结装置的性能和发电效率。由于风机叶片尺寸大，外形构是叶片捕获风能的保证。直接影响风电机组的运行复杂，精度要求高。表面要求光洁，同时叶片材质需具寿命。叶片设计的初衷就是获得效

4、率和结构的平衡，因备高强度和高刚度．质量分布要求均匀，因此叶片技此如何将结构设计与制造工艺相结合，在整个设计制术已成为制约风电技术大力发展的瓶颈技术之一。造中扮演着重要角色，设计人员必须找出在保证性能本文选取了在世界风电设备市场中排名较前的五的同时又能降低成本的最佳方案。家公司作为研究对象，在已公开的有关叶片技术专利叶片结构的优劣足以影响叶片的性能，比如带有中筛选了49条核心专利，如表1所示。另外，将49条倾角驱动装置的叶片结构，不仅有利于系统的装配，还核心专利按照技术类别和技术功效进行分类，列出如可以有效提高操作的安全性和可靠性；再比如与方位表2所示的专利分布情况，以助于后文的

5、技术分析。驱动器连接的叶片结构．可以有效地降低叶片负载；为表l世界主要风电企业在风力发电机叶片领域的核心专利数量了减少重力和保持频率，则需要降低叶片的重量；提高企业名称I歌美飒i~ifq-bl维斯塔斯爱那康}通用电气抗疲劳特性和运用合理的减振结构，则有助于保证叶专利数量f53l1116l14片长期的工作寿命。值得注意的是，近年来有关检测叶片状态的检测2技术类别分析设备已开发出来，并成功安装在风电机组上，以便在叶结合目前国际上在风机风叶方面的研究方向，将片结构中的裂纹发展成致命损坏之前或风电机组整机有关叶片的专利技术类别划分为叶片制造材料及方损坏之前警示操作者。对于陆上风电机组来说

6、，这种收稿日期：2011年5月检测设备将会成为风电机组的必备品。机械制造49卷第566期2011／10学兔兔www.xuetutu.com表2核心专利按照技术类别和技术功效分类的专利分布情况～—＼类别制造材料及方法结构设计及安装控制方法附加装置功效——～降低成本AU2003226948B2AU2005315674A1EP1499804A1US2O0802379O9A1CN1955458AEP2l58402A2＼US20o70105431A1减小叶片负载＼U$6361275BlAU2005248021A1US20070159346A1(除冰)AU200l12797A15$73874

7、91B215S7217091B2(除冰)AU2005212637A1US7153090B2US7086834B2(除冰)US6452287B1EP1643122A2(减震)避雷～～一E$2255454AlEP718495A1U$75022l5B2DE102o08002961A1EPl514024A1WO200503l158A2CNl01233317AUS2O080O73098A1提高效率＼U$20080310964A1＼AU2001235488B2AU2001267415B2＼U