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復合材料在風電葉片中的應用情況
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2024-06-27

（1）復合材料行業(yè)概況

復合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)或不同形態(tài)的原材料，通過復合工藝組合而成的一種新材料，它既保留了原組成材料的主要特色，又通過材料設(shè)計使各組成材料的性能互相補充并彼此關(guān)聯(lián)，從而獲得新的優(yōu)越性能。

全球復合材料工業(yè)經(jīng)歷了長期的發(fā)展。70 年代后期，隨著高新技術(shù)的發(fā)展，高硅氧纖維、碳纖維、芳綸纖維等高性能纖維及其復合材料先后得到開發(fā)和應用。復合材料以其高比強度、高比模量、優(yōu)異的機械性能、較輕的質(zhì)量和優(yōu)良的抗腐蝕性、材料性能可設(shè)計性強等優(yōu)點，在風電、航空航天、交通運輸、建筑等領(lǐng)域得到了廣泛的應用。

根據(jù) Research and Markets 數(shù)據(jù)顯示，2022年全球復合材料市場規(guī)模為 1,027.5 億美元，預計 2028 年能夠到達 1,480.8 億美元，年復合增長率6.28%。

（2）復合材料在風電葉片中的應用情況

風電葉片是風力發(fā)電機中的核心部件，對風機效率起著關(guān)鍵性的作用。風電葉片在工作中要承受強大的風載荷、砂石粒子沖擊、紫外線照射，工作環(huán)境較為復雜，這對風電葉片的結(jié)構(gòu)和材料均提出了較高的要求。早期的風電葉片一般采用木材制備，隨后出現(xiàn)了布蒙皮葉片、金屬蒙皮葉片、鋁合金葉片等。

隨著聯(lián)網(wǎng)型風力發(fā)電機的出現(xiàn)，風力發(fā)電進入高速發(fā)展時期，大型化的風力發(fā)電機越來越多。傳統(tǒng)材料制造的葉片在使用時某些性能已達不到要求，復合材料則以其優(yōu)異的性能在風電葉片中廣泛使用，目前幾乎所有的葉片均采用以復合材料為主體進行制造。復合材料葉片的主要優(yōu)點如下：

①質(zhì)量輕，強度高，剛度好，具有可設(shè)計性，可根據(jù)葉片受力特點設(shè)計強度與剛度，從而減輕葉片的質(zhì)量；

②沖擊缺口敏感性低，內(nèi)阻尼大，抗振性好，抗疲勞強度高；

③耐候性好，可滿足在酸、堿、水汽等各種氣候環(huán)境下的使用要求；

④維護方便，使用壽命內(nèi)除了每隔若干年對葉片表面進行涂漆外，一般不需要大的維修。風電葉片是高度依賴原材料的產(chǎn)品。根據(jù)中國復合材料學會的數(shù)據(jù)顯示，葉片成本的 80%來源于原材料。

風電葉片所需的主要原材料包括樹脂、纖維、芯材、粘接膠等，其合計占比超過總成本的 85%，其中樹脂和纖維占比超過 60%，粘接膠與芯材占比均超過 10%。

更多行業(yè)研究分析請參考思瀚產(chǎn)業(yè)研究院《2023-2027年中國復合材料行業(yè)分析與發(fā)展戰(zhàn)略研究咨詢報告》，同時思瀚產(chǎn)業(yè)研究院亦提供行研報告、可研報告、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、園區(qū)規(guī)劃、商業(yè)計劃書、專項調(diào)研、建筑設(shè)計、境外投資報告等相關(guān)咨詢服務方案。