商品名稱：全風(fēng)向UPE纖維風(fēng)力發(fā)電機葉片
全風(fēng)向超高分子量聚乙烯（縮寫UPE）風(fēng)力發(fā)電機葉片（以下文簡稱葉片），是世界風(fēng)力發(fā)電機葉片領(lǐng)域的創(chuàng)新，巧妙精準的設(shè)計，結(jié)構(gòu)合理的搭配，使風(fēng)能的利用率達到最大化。隨著傳統(tǒng)能源、石油、煤炭的大量開采及不可再生資源的過度消耗、風(fēng)力發(fā)電、以其獨特的優(yōu)越性、日益被人們所重視、現(xiàn)全球大力發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，風(fēng)電市場的份額及各國政府的重視程度在不斷的提高，改變?nèi)~片的傳統(tǒng)設(shè)計，提高葉片的效率就會改變風(fēng)電市場的份額，才能使風(fēng)力發(fā)電事半功倍。讓風(fēng)能，水能，太陽能，生物質(zhì)能等潔凈能源，一起來改善服務(wù)于人類。
目前世界上使用最多的是三槳式葉片和渦輪式葉片，而其中三槳式葉片應(yīng)用為最多。其缺點有以下幾方面。
1. 阻風(fēng)面積小（葉片面積總和不足旋轉(zhuǎn)面積的25%）。且阻風(fēng)面是斜坡，（不與風(fēng)向垂直），風(fēng)壓結(jié)構(gòu)系數(shù)小于1
2. 體積龐大。施工復(fù)雜。
3. 在風(fēng)力的作用下，切割風(fēng)向的運動，轉(zhuǎn)速受限，風(fēng)能利用率低。
4. 受風(fēng)向的限制，即使有風(fēng)向自動調(diào)節(jié)裝置，反應(yīng)滯后。
5. 葉片的制作受材料限制，且體積龐大。
經(jīng)過多年的探索與實踐，我公司推出的這款葉片，與傳統(tǒng)的葉片（螺旋槳式葉片及渦輪葉片）相比、有以下幾個特點：
1. 全風(fēng)向。（無需風(fēng)向調(diào)節(jié)裝置、目前屬世界領(lǐng)先技術(shù)，且屬首創(chuàng)。）
2. 阻風(fēng)面積大（葉片的阻風(fēng)面積之和，占旋轉(zhuǎn)面積40%以上）且阻風(fēng)面與風(fēng)向垂直，風(fēng)壓結(jié)構(gòu)系數(shù)大于等于1
3. 葉片同長轉(zhuǎn)矩最大化、且無負動（極小，可忽略不計）。可大幅降低葉片的長度，重量。
4. 葉片的制作材料系綜合性能優(yōu)異的超高分子量聚乙烯（UPE），其綜合了超高強度、超高模量、耐老化、耐所有酸堿介質(zhì)、耐低溫-260℃、不粘性等顯著性能。
5   風(fēng)能利用率高。(較槳式葉片提高一倍以上)。
6   設(shè)計多處風(fēng)洞孔，以增強助動力。
7   總體重量大幅降低。
8   獨特的葉片材質(zhì)使用壽命達50年。
9   轉(zhuǎn)速控制智能化。
10 整體制造成本低，安裝調(diào)整簡單故障率低。
這款葉片，實現(xiàn)了真正意義上的全風(fēng)向，無負動（小到可忽略不計），葉片同長轉(zhuǎn)矩最大化及啟動風(fēng)速低等特點，符合空氣動力學(xué)原理，并且重量大幅減少，從理論與實驗結(jié)果可推算8-10米長葉片即可帶動MW級風(fēng)力發(fā)電機，極大地高效地利用風(fēng)能，葉片長度大幅降低，變短，及轉(zhuǎn)矩實現(xiàn)最大化，這在同行業(yè)中屬世界首創(chuàng)。此葉片應(yīng)用于大功率發(fā)電機中，且占地面積少，高度在10-30米之間，且可將2-3臺并機使用，集中度高，便于管理與維護
 此葉片與現(xiàn)有的國內(nèi)外所有的葉片結(jié)構(gòu)都不同，從理論上說優(yōu)于所有的葉片（目前公開的資料）從實驗結(jié)果上看，效果極佳。
 風(fēng)機葉片是風(fēng)能技術(shù)進步的關(guān)鍵核心、良好的設(shè)計，優(yōu)越的性能是保證機組正常穩(wěn)定運行的決定因素，我公司愿與風(fēng)電行業(yè)的學(xué)者，專家，投資人士，共同發(fā)展中國的風(fēng)電事業(yè)。
一、風(fēng)電葉片材料獲重點支持
    風(fēng)電葉片材料國產(chǎn)化獲重點支持，科技部斥資組織MW級風(fēng)電葉片關(guān)鍵材料攻關(guān)?？萍疾?ldquo;863”計劃新材料領(lǐng)域辦公室發(fā)布公告，設(shè)立MW級風(fēng)力發(fā)電機組風(fēng)輪葉片原材料國產(chǎn)化攻關(guān)項目，將通過風(fēng)電葉片關(guān)鍵原材料的研制及工程化、葉片輔料原材料國產(chǎn)化的制備及應(yīng)用技術(shù)研究、國產(chǎn)化原材料風(fēng)輪葉片設(shè)計及制造技術(shù)開發(fā)，研究提出并形成相關(guān)行業(yè)標(biāo)準和技術(shù)規(guī)范，保障我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)健康、穩(wěn)定和快速發(fā)展。科技部將給予1500萬元經(jīng)費支持。，未來3年內(nèi)國家將重點支持高性能真空灌注環(huán)氧樹脂體系的研發(fā)及工程化研究、高性能環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠黏劑的研發(fā)及規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)示范研究、高強高模纖維及其多軸向織物的研發(fā)及工程應(yīng)用技術(shù)研究、高性能材料以及高性能多用途葉片保護涂層的研發(fā)及規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)研究，力爭在關(guān)鍵技術(shù)上獲得突破，推動MW級風(fēng)輪葉片關(guān)鍵材料的國產(chǎn)化。
    項目的總體目標(biāo)是研究開發(fā)高性能真空灌注環(huán)氧樹脂、高性能環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠黏劑、高強高模E玻璃纖維(織物)、高性能泡沫夾芯材料以及風(fēng)電葉片涂料等MW級風(fēng)力發(fā)電機組風(fēng)輪葉片制造所需關(guān)鍵材料，建成中試規(guī)模以上試驗生產(chǎn)線，滿足批量化生產(chǎn)需要，材料成本較國外同類產(chǎn)品降低15％以上；完成3套以上完全使用國產(chǎn)化關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料MW級葉片試驗件的制作，按照國際標(biāo)準完成葉片型式試驗，并在風(fēng)場實際裝機試運行考核2000小時，全面驗證并評價國產(chǎn)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料的可靠性等綜合經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)；研究提出我國MW級風(fēng)輪葉片關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料相關(guān)行業(yè)標(biāo)準和技術(shù)規(guī)范。科技部特別提出，為集合全國風(fēng)電葉片材料領(lǐng)域的優(yōu)勢研發(fā)力量開展聯(lián)合攻關(guān)，風(fēng)電葉片材料國產(chǎn)化“863”項目須由企業(yè)牽頭，與高等院?；蚩蒲性核嚷?lián)合申請。風(fēng)輪葉片是風(fēng)力發(fā)電機組的關(guān)鍵核心部件，約占其總成本的20%左右，因此有效控制風(fēng)輪葉片的制造成本是降低風(fēng)力發(fā)電機組總造價的重要途徑之一。目前，我國制造MW級風(fēng)輪葉片所用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料大部分依賴進口，高強纖維（織物）、高性能材料、葉片涂層是材料的關(guān)鍵，嚴重制約了我國風(fēng)電葉片制造行業(yè)核心競爭力的提升。
二、風(fēng)電葉片的現(xiàn)狀
風(fēng)輪葉片是風(fēng)力發(fā)電機組的關(guān)鍵核心部件，約占其總成本的20%左右，因此有效控制風(fēng)輪葉片的制造成本是降低風(fēng)力發(fā)電機組總造價的重要途徑之一。目前，中國制造MW 級風(fēng)輪葉片所用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料大部分依賴進口，嚴重制約了中國風(fēng)電葉片制造行業(yè)核心競爭力的提升。
1 概述
葉片是整個風(fēng)電系統(tǒng)中的基礎(chǔ)、重要關(guān)鍵組成部分，是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械能的唯一媒介，要獲得更大的風(fēng)力發(fā)電功率必需具備能夠輕快迅速旋轉(zhuǎn)的葉片。風(fēng)電系統(tǒng)中的葉片尺寸大、外形復(fù)雜，并且要求精度高、表面粗糙度低、強度和剛度高、質(zhì)量分布均勻性好等，使得葉片技術(shù)成為制約風(fēng)力發(fā)電大力發(fā)展的瓶頸。于葉片在惡劣的環(huán)境下并長期不斷地運作，具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設(shè)計、穩(wěn)定的質(zhì)量和高品質(zhì)的性能是葉片保證機組正常穩(wěn)定運行的決定因素。
為達到應(yīng)對隨機負荷和環(huán)境的考驗，保證發(fā)動系統(tǒng)的穩(wěn)定及降低風(fēng)力發(fā)電成本，葉片技術(shù)在新材料的開發(fā)和使用，結(jié)構(gòu)和形狀設(shè)計的優(yōu)化，葉片制造工藝的改進，葉片運輸?shù)谋憬莼?，成本的降低以及抗疲勞性和穩(wěn)定性的增強等各個領(lǐng)域進行提高和完善。
風(fēng)輪葉片是風(fēng)力發(fā)電機組的關(guān)鍵核心部件，約占其總成本的20%左右，因此有效控制風(fēng)輪葉片的制造成本是降低風(fēng)力發(fā)電機組總造價的重要途徑之一。目前，中國制造MW 級風(fēng)輪葉片所用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料大部分依賴進口，嚴重制約了中國風(fēng)電葉片制造行業(yè)核心競爭力的提升。
2 發(fā)展趨勢
為改善風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定性，提高機組的經(jīng)濟性，降低生產(chǎn)使用成本，葉片從材料，結(jié)構(gòu)，形狀及其他方面都順應(yīng)了葉片大型化和輕量化的方向發(fā)展。葉片長度從1980年的4.5m發(fā)展到今天的61.5m，容量從當(dāng)初的55kW發(fā)展到今天的5MW。1970年的風(fēng)力機葉片主要有鋼材、鋁材或木材制成，今天選擇的材料以E-玻纖增強塑料(GFRP)居多，目前已開始采用碳纖維復(fù)合材料(CFRP)。葉片形狀結(jié)構(gòu)設(shè)計也形成了百花齊放的格局。
葉片技術(shù)的多元化發(fā)展使得它越來越能夠滿足風(fēng)電整個行業(yè)領(lǐng)域的要求，對中國葉片專利的申請按照年度申請量進行統(tǒng)計，可以發(fā)現(xiàn)葉片技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)逐年增長的趨勢。
從20世紀80年代開始，各國開始對風(fēng)能的開發(fā)利用工作逐漸重視，丹麥、西班牙等國家涌現(xiàn)了一批風(fēng)電老牌企業(yè)，開展對風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的研究?？傮w來看，葉片技術(shù)專利的申請量在前期處于緩慢增長階段，而在21世紀初期開始增長迅速，這與葉片技術(shù)作為風(fēng)電整機的基礎(chǔ)部件是密不可分的。葉片技術(shù)隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)、發(fā)展而變得越來越強大。葉片專利申請量的走勢預(yù)示著葉片技術(shù)乃至整個風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的遠大發(fā)展前景，各國各巨頭企業(yè)的大量研發(fā)投入更是提供了誘人的利潤發(fā)展空間。
目前國內(nèi)外葉片大量采用復(fù)合材料制造，并向大型化、低成本、高性能、輕量化、多翼型、柔性化等方向發(fā)展。葉片復(fù)合材料的強度和剛度是決定風(fēng)力發(fā)電機組性能優(yōu)劣的關(guān)鍵；而葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計是要通過空氣動力學(xué)分析，充分利用復(fù)合材料的性能，使大型葉片以最小的質(zhì)量獲得最大的掃風(fēng)面積，從而使葉片具有更高的捕風(fēng)能力；同時通過新的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案和提高材料的性能來降低葉片的質(zhì)量也至關(guān)重要。為了保證發(fā)電機運行平穩(wěn)和塔座安全，不僅要求葉片的質(zhì)量輕，還需要葉片的質(zhì)量分布必須均勻、外形尺寸精度控制準確、長期使用性能可靠；若要滿足上述要求，需要有相應(yīng)的成型工藝來保證。而在葉片設(shè)計、生產(chǎn)后需要對其性能進行檢測才能投入大量生產(chǎn)和實際應(yīng)用中去。
三、國內(nèi)外風(fēng)電葉片用創(chuàng)新材料縱覽
近年來，復(fù)合材料制造商傾力研發(fā)更好的材料來滿足風(fēng)電市場的需求，關(guān)于風(fēng)電材料的報道層出不窮，在風(fēng)輪機尺寸日益增大的形勢下，材料供應(yīng)商們面臨著明顯的挑戰(zhàn)，特別在轉(zhuǎn)子葉片制造方面。文章將把近兩年國內(nèi)外企業(yè)推出的風(fēng)電葉片用創(chuàng)新材料做簡單的介紹。
1、國外企業(yè)
(1) 歐文斯科寧的WindStrand 玻璃纖維
美國歐文斯科寧公司的WindStrand增強材料是能使風(fēng)輪機制造商優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，降低發(fā)電成本的突破性高性能纖維增強材料。與E玻璃纖維相比，它能使同樣設(shè)計的葉片減輕重量17%，或使同樣重量的葉片長度增加6%，從而提高發(fā)電量12%。而與碳/?；祀s葉片相比，它能節(jié)省制造成本20%。
20年來，歐文斯科寧的玻璃纖維無捻粗紗和織物受到各大風(fēng)輪葉片制造商的歡迎。
(2) AGY的S-1 GlassTM無捻粗紗
美國AGY公司于2009年9月宣布它所研發(fā)的S-1 GlassTM新型高性能玻璃纖維無捻粗紗獲得國際資深認證機構(gòu)德國勞埃德（GL）為其用于風(fēng)力發(fā)電機葉片的認證。此S-1玻璃纖維填補了E玻璃與S-2高強度玻璃之間的成本和性能空白，因此是制造風(fēng)輪葉片主梁的理想材料。據(jù)稱在同樣樹脂體系中，S-1玻璃纖維比E玻璃纖維拉伸強度高45%，拉伸模量高25%以上，藉此它可增加葉片長度或減輕葉片重量從而降低風(fēng)輪機成本和發(fā)電成本。
(3) PPG的HYBON玻璃纖維無捻粗紗
 美國PPG工業(yè)公司于2010年1月11日宣布其用于風(fēng)輪機葉片制造的HYBON玻璃纖維無捻粗紗產(chǎn)品獲得GL認證。經(jīng)認證的產(chǎn)品包括HYBON,2001、2002、2006和高性能2026無捻粗紗。據(jù)介紹，這些無捻粗紗可讓風(fēng)輪葉片制造商使用多種樹脂（包括乙烯基酯樹脂）制造高性能產(chǎn)品，特別是HYBON,2026無捻粗紗是專為大型葉片和海上風(fēng)輪機而設(shè)計。認證結(jié)果表明，HYBON玻璃纖維產(chǎn)品超過了GL的標(biāo)準，超過了目前風(fēng)輪葉片的設(shè)計要求。PPG將繼續(xù)致力滿足和超過風(fēng)能這一新興行業(yè)的高要求。
(4) 佳斯邁威的086型玻璃纖維無捻粗紗
 2010年4月，美國佳斯邁威公司的086型無捻粗紗獲得GL的風(fēng)電應(yīng)用認證（并適用于艦艇和工業(yè)用途）。因其良好的浸濕特性和在環(huán)氧樹脂中優(yōu)異的耐疲勞性能，此品牌無捻粗紗特別適用于樹脂灌注工藝。
該公司為此品牌及076型無捻粗紗提出了一個新的標(biāo)準，即提高了線密度（Tex）的穩(wěn)定性，使織造商和風(fēng)輪葉片制造商能夠進一步優(yōu)化工藝過程控制，織造商得以織造重量一致的織物，葉片制造商能夠減少玻璃纖維和樹脂的用量，以更低的系統(tǒng)總成本制造更輕的葉片。
(5) 巴斯夫新近研發(fā)了制造大葉片的環(huán)氧樹脂體系
在風(fēng)輪機尺寸日益增大的形勢下，材料供應(yīng)商們面臨著明顯的挑戰(zhàn)，特別在轉(zhuǎn)子葉片制造方面。目前，彈性更好的玻纖增強環(huán)氧復(fù)合材料正在取代傳統(tǒng)的聚酯基復(fù)合材料，以獲得轉(zhuǎn)子跨度超過100m時所需的材料性能。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，德國巴斯夫公司新近研發(fā)了制造大葉片的環(huán)氧樹脂體系，并獲得了GL認證。這些環(huán)氧體系能夠減少固化時間從而大大縮短成型周期（約30%）。
 (6) 拜耳風(fēng)電葉片用聚氨酯復(fù)合材料
拜耳集團旗下的美國拜耳材料科技公司獲得美國能源部75萬美元的撥款，正在探討用碳納米管增強聚氨酯復(fù)合材料來制造1.5MW以上的更大、更強、更輕的風(fēng)輪葉片。
拜耳稱這種用碳納米管增強的聚氨酯體系可提高材料的比強度50%之多。該項目還將探索把低VOC（揮發(fā)性有機化合物）聚氨酯基材料作為低排放技術(shù)來減少碳足跡。
除了提供強度更高的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)外，聚氨酯基體系還使用生物基組分，并可省去后固化工序以降低能耗。
2、國內(nèi)企業(yè)
(1) 巨石集團的E6高性能玻璃纖維
為了滿足風(fēng)電市場對風(fēng)輪葉片增強材料的技術(shù)要求，中國巨石集團于2008年研制出具有獨特成分的E6高性能玻璃纖維，于2009年正式推出。據(jù)稱E6玻璃纖維與傳統(tǒng)的E玻璃纖維相比，拉伸強度可提高15%，模量可提高10%。
398和386T兩種直接無捻粗紗分別為環(huán)氧樹脂和聚酯樹脂而研制，它們均使用專門的硅烷基浸潤劑，用來織造單向、雙軸向或多軸向織物，具有優(yōu)良的織造性能，可織成清潔和平整的織物，用于預(yù)浸料或樹脂灌注成型。
(2) 重慶國際的ECT、TM高性能玻璃纖維
為應(yīng)對風(fēng)電市場對玻璃纖維更高拉伸強度、拉伸模量和耐疲勞性能的要求，中國重慶國際復(fù)合材料公司緊隨國際步伐，開發(fā)了ECT系列玻璃纖維，又為應(yīng)對更長葉片市場的需求，開發(fā)了TM系列玻璃纖維。據(jù)稱此兩種玻璃纖維全面進入我國兆瓦級風(fēng)輪葉片市場，每月用于葉片市場的出貨量達4,000,t，其中多軸向織物8,00,t，高性能葉片用紗3,000,t。
(3) 泰山玻纖的GMG玻璃纖維
中國泰山玻璃纖維公司于2009年正式推出GMG玻璃纖維，擬全面進入風(fēng)電和高性能玻璃鋼市場。
新的玻璃配方、表面處理技術(shù)和先進的生產(chǎn)工藝不僅優(yōu)化了GMG纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且顯著提高其表面性能。據(jù)報它與普通玻璃纖維相比，同條件下其拉伸強度提高22%，模量提高15%，耐酸性能提高50%，并具有很好的抗疲勞性能。
（4）中江的UPE高性能、高模量纖維
江蘇中江聚合物有限公司于2010年推出超高分子量聚乙烯（簡稱UPE）纖維，進入風(fēng)電市場，超高分子量聚乙烯（UPE）葉片先進的生產(chǎn)工藝和其自身的材料特性，完全滿足MW風(fēng)電的使用環(huán)境，其在拉伸強度、拉伸模量、耐酸堿、抗老化、抗沖擊、不粘性等方面的優(yōu)異性能是目前葉片所用材料無法相比的。