文|華夏能源網(wǎng)
華夏能源網(wǎng)獲悉，1月22日，三一重能（SH：688349）官方消息稱，公司131米陸上風(fēng)電葉片已成功下線，刷新了全球最長陸上風(fēng)電葉片紀錄。
根據(jù)公開信息，陸上風(fēng)電葉片長度上一次突破紀錄是在2023年6月。彼時，明陽智能（SH：601615）宣稱，其105米長的風(fēng)電葉片在信陽基地下線，為世界最長陸上風(fēng)電葉片。
風(fēng)電葉片的長度與風(fēng)機組容量密切相關(guān)，葉片越長，單機容量也越大，而其長度從105米一下子跨越到131米，這意味著風(fēng)電機組單機容量也邁向了一個新臺階。
三一重能押注長葉片
三一重能此次131米長的風(fēng)電葉片，下線于巴彥淖爾零碳數(shù)智產(chǎn)業(yè)園。
公開資料顯示，巴彥淖爾零碳數(shù)智產(chǎn)業(yè)園于2022年8月開工建設(shè)，總投資10億元，占地面積542畝。彼時，三一重能介紹，園區(qū)主要生產(chǎn)產(chǎn)品為風(fēng)力發(fā)電機組主機及葉片，生產(chǎn)的主機單機容量可達8—10MW以上，是當時全球在建的唯一一家同時具備10MW以上風(fēng)電主機及136米長葉片生產(chǎn)能力的高端制造產(chǎn)業(yè)園區(qū)。
同時，三一重能表示，園區(qū)要做到三個全球第一：生產(chǎn)葉片長度第一、陸上主機單機容量第一、園區(qū)數(shù)智化程度第一。
華夏能源網(wǎng)注意到，作為風(fēng)電整機商的后起之秀，近年來，三一重能極其重視風(fēng)電葉片的自主研發(fā)，并建設(shè)了多個生產(chǎn)基地。
在內(nèi)蒙古，除了巴彥淖爾，三一重能還在錫林郭勒投建了一座零碳智造產(chǎn)業(yè)園。該零碳智造產(chǎn)業(yè)園于2023年9月開工建設(shè)，總規(guī)劃用地面積約535畝。彼時，三一重能宣稱，該項目將成為“全國陸上風(fēng)電葉片長度第一”的陸上風(fēng)機葉片零碳智能制造工廠。
在湖南韶山，三一重能還投建一座超級葉片工廠，該工廠宣稱是全球風(fēng)電行業(yè)首座“數(shù)字元平臺”工廠，占地500余畝，擁有全亞洲最大的單體葉片生產(chǎn)車間，生產(chǎn)流線長度將近600米，每年可生產(chǎn)風(fēng)電葉片3000支。
除此之外，三一重能在北京昌平、河北張家口、吉林通榆、新疆塔城等地的生產(chǎn)基地也具備葉片生產(chǎn)能力。在這些生產(chǎn)基地的加持下，三一重能的風(fēng)電葉片長度也屢次突破紀錄。
早在兩年多前的2021年度風(fēng)能展上，三一重能就攜葉輪直徑、功率為6.7MW的陸上風(fēng)電機組亮相。據(jù)公開報道，彼時是陸上風(fēng)機葉輪直徑首次突破200米大關(guān)，也是當時全球葉輪直徑最大的陸上風(fēng)電機組。
2022年5月，三一重能在湖南韶山下線了99米葉片，刷新當時已下線的最長陸上風(fēng)電葉片紀錄。2023年2月，三一重能8.5—11MW陸上平臺230米葉輪直徑首臺風(fēng)電機組下線，宣稱是彼時全球已下線的功率最大、葉輪直徑最大的陸上風(fēng)電機組。同年3月，三一重能104米陸上風(fēng)電葉片正式下線，再次刷新當時全球最長陸上風(fēng)電葉片紀錄，也意味著中國陸上風(fēng)電葉片正式進入“100米+時代”。
三一重能如此重視風(fēng)機葉片長度的研發(fā)，主要是由降本驅(qū)動。在整個風(fēng)機組成本中，風(fēng)電葉片大約占比17%—22%，在當前降本大趨勢下，葉片是整機商重點降本的部件。
一般來說，葉片直徑越長，掃風(fēng)面積越大，發(fā)電量就越大。通過將葉片長度拉長，增大葉片的掃風(fēng)面積，單機發(fā)電量就能得到進一步的提升。因此，在總發(fā)電量相同的情況下需要的風(fēng)機組數(shù)量就會減少，從而使分攤下來的原材料、運輸、吊裝、和土地資源等成本得以降低。
陸上風(fēng)電進入15MW時代
隨著風(fēng)電葉片快速升級，國內(nèi)陸上風(fēng)電也加速進入了大兆瓦時代。
2010年，國內(nèi)首臺2MW風(fēng)機下線，此后該型號風(fēng)機占據(jù)市場近10年，彼時，國內(nèi)新增風(fēng)電機組的平均風(fēng)輪直徑為78米。直到2017年，3MW風(fēng)機組才開始大規(guī)模商用。隨后，國內(nèi)風(fēng)電機組大兆瓦速度開始加快。三年后，陸上風(fēng)電進入“4MW+時代”，風(fēng)輪直徑達到了136米。
2021年，陸上風(fēng)電機組單機容量已進一步增至7MW；2022年6月，哈電風(fēng)能在河北張北縣完成吊裝的風(fēng)電機組可以擴容至8MW，成為國內(nèi)最大單機容量陸上風(fēng)力發(fā)電機組；2023年11月，中車株洲配套開發(fā)的11MW陸上風(fēng)電機組在內(nèi)蒙古下線，成為當時全球已下線的單機容量最大、葉輪直徑最大的陸上機組。
三一重能稱，本次下線的131米風(fēng)電葉片將應(yīng)用于15MW機組，而該機組已于2023年10月亮相于北京國際風(fēng)能展，為全球陸上最大風(fēng)電機組。這也標志著國內(nèi)陸上風(fēng)機組15MW時代已然來臨。
陸上風(fēng)電機組單機容量的邊界在哪里，曾一度是行業(yè)熱議的話題，許多人也曾對能否達到15MW、16MW表示質(zhì)疑。
對此，在去年北京風(fēng)能展期間現(xiàn)場發(fā)布15MW陸上產(chǎn)品時，有業(yè)內(nèi)人士曾表示，“（除了三一重能）相信各家（整機商）其實應(yīng)該都有儲備”。這意味著，15MW早已經(jīng)成為各整機商研發(fā)的重點。
隨著風(fēng)電整機步入“微利時代”，大兆瓦風(fēng)機成為風(fēng)電整機商降本的“利器”，而加長風(fēng)電葉片長度是增加單機容量的最直接、最有效的辦法。不過需要注意的是，長葉片并不是簡單地把葉片進行拉長，變化的不僅是葉片長度，更需要技術(shù)的突破，同時也還面臨著諸多風(fēng)險和挑戰(zhàn)。
首先，葉片長度的增加不僅意味著廠房面臨擴大，轉(zhuǎn)運及堆場所需要的空間也相應(yīng)變大，也意味著模具必須更換，生產(chǎn)線重新升級，這將是不小的資金投入。
其次，風(fēng)機葉片運輸也是不可忽視的風(fēng)險之一，葉片越長，運輸難度越大，尤其是應(yīng)用場景處于高山、內(nèi)陸等區(qū)域，其面臨的風(fēng)險也越大，甚至能不能運到現(xiàn)場都成問題。
另外，科學(xué)研究表明，風(fēng)機葉片發(fā)生失穩(wěn)的風(fēng)險與葉片長度密切相關(guān)。越長的葉片，其固有頻率越低，變形越大，發(fā)生失穩(wěn)風(fēng)險的風(fēng)速也會更低。數(shù)據(jù)顯示，對于風(fēng)輪直徑160米以上的機組，導(dǎo)致葉片失穩(wěn)的風(fēng)速可低至8m/s。
而值得一提的是，近期以來，國內(nèi)外因風(fēng)機葉片問題而導(dǎo)致的風(fēng)機組事故比較頻繁，瑞典、英國、德國等地均有涉及，也涉及GE等知名風(fēng)電整機商。
從趨勢上來看，131米葉片的下線，即將引領(lǐng)陸風(fēng)行業(yè)步入15MW時代，但從理論的可行性到技術(shù)的成熟，還需要進一步的驗證。