碳梁拉挤成型工艺

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资料来源：全球风能协会，国家能源局，中银证券 叶片大型化、轻量化，带动碳纤维需求：未来风电的发展趋势依然是通过大型化降低成本，提升机组功率的关键因素包括长叶片、高塔筒。过去几年风电装机容量和叶片大型化趋势显著，我国陆上/海上风电单机容量均值分别由 2011 年的 1.5/2.7MW 增长至 2021 年的 3.1MW/5.6MW；我国新增装机平均风轮直径由 2010 年的 78 米左右提升至 2020 年的 136 米。据中国巨石公告，2022 年全玻纤能做到的叶片长度在 100 到 110 米左右，更长的叶片都需要在主梁中加入碳纤维。据《碳纤维在风电叶片中的应用进展》（牟书香等），采用碳纤主梁的叶片可实现减重 20-30%；叶片重量的减轻可以大幅降低因自重传递到主机上的载荷，使风机输出更加平稳、运行效率更高。 碳纤维拉挤板工艺优点颇多，在风电叶片的渗透率将逐渐提升：碳纤维复合材料主梁的成型工艺主要有碳纤维织物真空灌注、预浸料成型和拉挤成型工艺，其中拉挤成型工艺具有减重明显、生产效率高、材料利用率高、综合成本低等明显优势。在叶片大型化趋势下，拉挤成型工艺的渗透率持续提升。据 WoodMackenzie 预测，碳纤维拉挤板材将逐渐成为主要的陆上风电叶片主梁材料；而对于海上叶片，碳纤维拉挤板材将迅速占据主梁材料的主导地位。风电主机厂维斯塔斯针对应用碳梁制作叶片的专利于 2022 年 7 月到期，目前国内中材科技、时代新材、中复连众、艾朗等叶片厂家以及主机厂三一重工、明阳电气、上海电气等均已陆续发布了使用碳纤维或碳玻混合拉挤大梁叶片。