風(fēng)能作為一種最具成本優(yōu)勢的可再生能源近 10 年來在世界范圍內(nèi)取得了飛速發(fā)展，據(jù)世界 風(fēng)能協(xié)會(huì)（WWEA）發(fā)布的最新新聞數(shù)據(jù)顯示，截止 2019 年全球風(fēng)電裝機(jī)總量達(dá) 650GW， 較 2018 年增長 10%，其中，中國裝機(jī)數(shù)量高居榜首——超過 200GW。2019 年全球新增風(fēng) 電裝機(jī)容量為 60GW，較 2018 年增長 19%。根據(jù) GWEC 預(yù)測，2020 年至 2022 年新增風(fēng) 電裝機(jī)容量將按 9%的年增長率遞增。

1.為了能在有限的土地面積上實(shí)現(xiàn)大規(guī)模發(fā)電，提高風(fēng)力發(fā)電效率，葉片需要往大型化的方向 發(fā)展。但葉片長度增加會(huì)導(dǎo)致葉根受到的荷載增加，使葉根疲勞失效，還會(huì)使風(fēng)輪在擺動(dòng)方 向受到較大荷載，導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)變形。葉片重量增加導(dǎo)致的荷載上升會(huì)增加主梁帽層間失效的風(fēng) 險(xiǎn)，若重量的增加大于剛度增加，葉片還易發(fā)生共振，破壞結(jié)構(gòu)。因此隨著葉片的大型化， 使用高剛性、高比強(qiáng)度、高比拉伸模量的材料制造決定葉片剛性的主梁非常必要。

2.傳統(tǒng)的葉 片制造材料玻璃纖維復(fù)合材料無法滿足這些要求，而碳纖維復(fù)合材料密度更低、強(qiáng)度更高， 是風(fēng)電葉片大型化、輕量化的首選材料。

低風(fēng)速風(fēng)場和海上風(fēng)電共同推進(jìn)了葉片的大型化發(fā)展，加上碳纖維成本走低， 葉片碳纖維復(fù)合材料工藝得到創(chuàng)新，風(fēng)電領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求大幅增長。隨著風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)量穩(wěn)步 增加以及大型化機(jī)組滲透率提升，預(yù)計(jì)碳纖維定制加工材料在風(fēng)電領(lǐng)域的需求將持續(xù)增長。

風(fēng)電葉片的碳纖維主要采用預(yù)浸料或織物的真空導(dǎo)入碳纖維定制加工加工工藝，部分采用小 絲束碳纖維，因此平均價(jià)格較高。2015 年后則主要采用大絲束碳纖維拉擠成型工藝，成本 明顯降低。能夠采用高效低成本高質(zhì)量的拉擠梁片要?dú)w功于 Vestas 在大梁結(jié)構(gòu)的革命性創(chuàng) 新設(shè)計(jì)。Vestas 把原本為一個(gè)整體的主梁主體受力部分拆分為拉擠梁片標(biāo)準(zhǔn)件，然后把這些 標(biāo)準(zhǔn)件組裝成型。這種設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)在于，拉擠成型工藝生產(chǎn)的復(fù)合材料纖維體積含量高，主梁 主體承載的重量降低；拉擠梁片標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)效率高；產(chǎn)品性能穩(wěn)定；運(yùn)輸成本和組裝整成本 降低。Vestas 憑借拉擠成型工藝迅速打開市場，一躍成為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)龍頭，據(jù)賽奧碳纖維數(shù)據(jù)， 2019 年 Vestas 風(fēng)機(jī)新增裝機(jī)容量 9.6GW，以 18%的份額領(lǐng)先全球。

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