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替代環(huán)氧樹脂的聚氨酯葉片時代即將到來
閱讀次數(shù):2025  更新時間:2021-05-26

風電行業(yè)正進入精益化時代。每一個細節(jié)的提升,對于度電成本下降的意義都不可小覷。風機葉片材料,這一易被忽視的細節(jié),竟也蘊藏著提升發(fā)電量、降低風機造價的大文章。


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脂體系風機葉片,這意味著在葉片材料上用聚氨酯代替?zhèn)鹘y(tǒng)的環(huán)氧樹脂成為可能。繼1.5MW聚氨酯葉片之后,目前,科思創(chuàng)正試制更大容量風機的聚氨酯葉片,推動聚氨酯風機葉片早日實現(xiàn)商業(yè)化應用。


“傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂材料在風電葉片上的大規(guī)模應用已超過30年,被認為是成熟可靠的技術(shù),但隨著低風速風電開發(fā)的興起,風機葉片越做越長,環(huán)氧樹脂材料葉片在價格、工藝等方面的瓶頸已經(jīng)顯現(xiàn)。”科思創(chuàng)聚氨酯事業(yè)部亞太區(qū)研發(fā)總監(jiān)李倩博士說。


李倩表示,輕量化和大型化是風機葉片發(fā)展的趨勢,隨之對工藝的要求也越來越高。此外,伴隨風電上網(wǎng)標桿電價不斷下調(diào),風電平價時代漸行漸近,成本壓力也促使行業(yè)尋找新材料替代的途徑。


有數(shù)據(jù)顯示,葉片成本約占風機成本的20%-30%,約占風場投資成本的10%-15%。若葉片能在保證性能的前提下進一步降低造價,無疑將有力推動風電單位千瓦造價的下降,并最終助力實現(xiàn)全生命周期風電度電成本的降低。


相比環(huán)氧樹脂,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,科思創(chuàng)把聚氨酯材料創(chuàng)新性應用于風機葉片領域,開創(chuàng)了聚氨酯葉片的先河。
當前,低風速風電和海上風電已成風電開發(fā)的兩個熱點。李倩認為,除適用于低風速風機外,聚氨酯材料同樣能很好滿足海上風機的需要。“海上風機通常需要更長葉片,面臨更高風速,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。”
然而,在當前的風電市場,99%以上的風機葉片仍使用傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂材料。聚氨酯葉片如何才能從實驗室真正走向商業(yè)化應用,最終大部分替代環(huán)氧樹脂葉片?

“風電行業(yè)投資大、風險高,業(yè)主對新材料新技術(shù)的應用會更加謹慎,同時,風電行業(yè)特別強調(diào)運行業(yè)績,需要有第一個吃螃蟹的人。”李倩說,“聚氨酯葉片研制成功以來,我們積極與葉片制造商、整機商甚至業(yè)主進行密切溝通,爭取早日推動聚氨酯葉片實現(xiàn)商業(yè)化應用。”


李倩表示,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速風機上,聚氨酯葉片有可能率先走向市場。


作為風能聚氨酯應用領域的領跑者,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機海底電纜的彈性體。


在李倩看來,將聚氨酯材料創(chuàng)新性應用于風電領域,將推動風電成為更加綠色、更具價格優(yōu)勢的清潔能源。

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