風(fēng)力發(fā)電設(shè)備

2010年后，中國將成為世界上最大的風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)和風(fēng)能設(shè)備制造中心。中國正逢發(fā)風(fēng)電的大好時(shí)機(jī)。按“十一五”規(guī)劃，到2010年，我國風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到500萬千瓦，2015年達(dá)到1000萬千瓦，2020年達(dá)到3000萬千瓦。中國風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)將越來越大，成為世界最大的風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)指日可待。

1、 風(fēng)力發(fā)電機(jī)大型化：這可以減少占地，降低并網(wǎng)成本和單位功率造價(jià)，有利于提高風(fēng)能利用效率。現(xiàn)單機(jī)容量已達(dá)5MW，可以預(yù)見兆瓦機(jī)將在風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)特別是海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)中占主導(dǎo)地位。

2、 采用變槳距和變速恒頻技術(shù)

變槳距和變速恒頻技術(shù)為大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制提供了技術(shù)保障其應(yīng)用可減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)的體積重量和成本，增加發(fā)電量，提高教率和電能質(zhì)量。

3、 風(fēng)力發(fā)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。

直接驅(qū)動(dòng)可省去齒輪箱．減少能量損失、發(fā)電成本和噪聲，提高了效率和可靠性。

2014年，全球風(fēng)電新增裝機(jī)容量51477MW，同比上升44%，累計(jì)裝機(jī)容量首次超過50GW門檻，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。

中國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)了全球增長。2015年2月，中國風(fēng)能協(xié)會(huì)和國家能源局先后發(fā)布最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2014年，中國風(fēng)電新增裝機(jī)容量2335.05萬千瓦，同比上升45.1%，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到近1.15億千瓦，其中并網(wǎng)容量近1億千瓦，占全部發(fā)電裝機(jī)容量7%。

風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的復(fù)蘇除來自風(fēng)電自身實(shí)力的增強(qiáng)外，煤炭價(jià)格下跌亦功不可沒，燃料成本的下降，致使絕大多數(shù)電力企業(yè)的盈利創(chuàng)今年新高，從而可以擴(kuò)大風(fēng)電建設(shè)規(guī)模并加快給付機(jī)組欠款。

風(fēng)電設(shè)備制造商的業(yè)績因此在2014年全面飄紅，市場(chǎng)集中度進(jìn)一步提升至前八大整機(jī)企業(yè)，中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)基本結(jié)束了低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)的局面。

風(fēng)電業(yè)界普遍認(rèn)為，風(fēng)電行業(yè)未來將進(jìn)入穩(wěn)定增長的新常態(tài)，今后五年，每年新增裝機(jī)容量或?qū)⒅辽龠_(dá)到2000萬千瓦，開發(fā)商盈利提升仍存瓶頸。

目前，中國風(fēng)力發(fā)電設(shè)備整機(jī)市場(chǎng)正如其他行業(yè)一樣，不但要承受來自自身行業(yè)內(nèi)部其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的威脅，而且要提防潛在的進(jìn)入者、來自相關(guān)產(chǎn)業(yè)的替代品的競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)行業(yè)利潤還要受到上游供應(yīng)商和下游客戶的擠壓。最初起步就置身于政策“保護(hù)傘”下的風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)業(yè)，如今將迎來更開放更公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。

1. 風(fēng)力發(fā)電整機(jī)制造內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)程度較低

由于存在著市場(chǎng)的供不應(yīng)求，我國的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備市場(chǎng)偏向于賣方市場(chǎng)。因此，目前我國的風(fēng)力發(fā)電整機(jī)制造內(nèi)部的競(jìng)爭(zhēng)程度較低，主要體現(xiàn)在于四股力量之間。

（1）行業(yè)的先行者憑著對(duì)該行業(yè)發(fā)展的敏銳觸覺，很早就意識(shí)到風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造領(lǐng)域中的機(jī)會(huì)，搶先介入這個(gè)市場(chǎng)，完成了最初的技術(shù)積累，形成完整的供應(yīng)鏈，在客戶中初步樹立自己的品牌，具備先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

（2）傳統(tǒng)設(shè)備制造商看到風(fēng)力發(fā)電設(shè)備市場(chǎng)中的機(jī)會(huì)和在企業(yè)轉(zhuǎn)型的壓力下，強(qiáng)勢(shì)介入風(fēng)電整機(jī)制造業(yè)。這些企業(yè)大多經(jīng)濟(jì)和技術(shù)實(shí)力雄厚、具有長期的工業(yè)基礎(chǔ)和豐富經(jīng)驗(yàn)，從一開始就瞄準(zhǔn)國際主流的MW級(jí)先進(jìn)機(jī)組，具有很強(qiáng)的追趕實(shí)力；而且，長期穩(wěn)定的國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備市場(chǎng)將為這些新進(jìn)入者提供了較為充足的追趕時(shí)間。

（3）風(fēng)力發(fā)電企業(yè)向上游產(chǎn)業(yè)鏈延伸。在投資風(fēng)電項(xiàng)目中，風(fēng)力發(fā)電企業(yè)注意到風(fēng)機(jī)制造中的巨大機(jī)會(huì)，也紛紛通過向上游延伸介入風(fēng)機(jī)制造業(yè)。這些風(fēng)機(jī)企業(yè)具有先天的貼近市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，先擁有市場(chǎng)，然后才組織制造。比較著名的有中國桐鄉(xiāng)的國際新能源市場(chǎng)，它通過實(shí)體市場(chǎng)與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)果，將中國風(fēng)能市場(chǎng)在網(wǎng)上得以落實(shí)與推廣，為風(fēng)能的企業(yè)提供了一個(gè)好的窗口。

（4）外國風(fēng)機(jī)制造商看到中國風(fēng)力發(fā)電巨大的市場(chǎng)后，受制于風(fēng)機(jī)設(shè)備國產(chǎn)化率的規(guī)定，紛紛在國內(nèi)獨(dú)資或合資建廠。國外制造商攜先進(jìn)的技術(shù)、管理和雄厚資金實(shí)力，將在國內(nèi)風(fēng)機(jī)制造市場(chǎng)占據(jù)重要位置，成為本土風(fēng)機(jī)制造企業(yè)的最具威脅的對(duì)手。

2. 潛在進(jìn)入者的威脅力一般

目前，國內(nèi)三大發(fā)電設(shè)備制造商已進(jìn)入風(fēng)電設(shè)備行業(yè)，國外主要風(fēng)機(jī)制造商也已在國內(nèi)設(shè)廠，我國該行業(yè)已經(jīng)基本沒有較大威脅的潛在進(jìn)入者。但是，由于我國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)快速發(fā)展、風(fēng)機(jī)制造業(yè)高速增長，仍有相當(dāng)多的其他企業(yè)垂涎于該行業(yè)良好的發(fā)展前景，想進(jìn)入風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造業(yè)。由于風(fēng)機(jī)制造具有較高的技術(shù)壁壘，并有一定的政策壁壘（在特許權(quán)招標(biāo)中要求具有消化吸收引進(jìn)技術(shù)能力）。因此，潛在進(jìn)入者并不會(huì)對(duì)我國風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造業(yè)構(gòu)成較大的威脅。

3. 替代品的威脅力較弱

近年來，風(fēng)力發(fā)電的成本呈現(xiàn)持續(xù)下降態(tài)勢(shì)，每千瓦時(shí)風(fēng)電成本由20世紀(jì)80年代的20美分下降到現(xiàn)如今的4美分左右。隨著技術(shù)的進(jìn)步和風(fēng)機(jī)制造中規(guī)模效應(yīng)的發(fā)揮，風(fēng)力發(fā)電成本仍具有很大的下降空間。預(yù)計(jì)到2010年，風(fēng)力發(fā)電成本還可以下降30%，已經(jīng)接近常規(guī)能源成本。

4. 下游需求影響較大

目前，國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的投資主體以國有大型電力集團(tuán)為主，較為多元化，許多投資商的可持續(xù)發(fā)展能力不高。由于風(fēng)電機(jī)組占風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目總投資的70%，因此風(fēng)電場(chǎng)投資商對(duì)風(fēng)機(jī)價(jià)格應(yīng)該說非常敏感。

為了大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)風(fēng)力發(fā)電，國家發(fā)展改革委員會(huì)從2003年起推行風(fēng)力發(fā)電特許權(quán)項(xiàng)目，每年一期，通過招標(biāo)選擇投資商和開發(fā)商。在風(fēng)力發(fā)電特許權(quán)招標(biāo)中，投標(biāo)商的實(shí)際投標(biāo)價(jià)格是從自身的發(fā)展策略制訂的。但一些投標(biāo)商為了搶占風(fēng)電場(chǎng)資源，以虧損的價(jià)格中標(biāo)，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)過低，整個(gè)項(xiàng)目虧損，進(jìn)而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)運(yùn)營商不具有持續(xù)發(fā)展能力，最終將損害上游的風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)。

1、重大變革

當(dāng)前，發(fā)達(dá)國家都把發(fā)展風(fēng)能、太陽能等可再生能源作為搶占未來產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)的重要手段，列入國家戰(zhàn)略，優(yōu)先發(fā)展。到2012年，全球風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到2.4億千瓦，年發(fā)電5000億千瓦時(shí)，約占全球電力供應(yīng)的3%。以德國、美國為主的歐洲和北美地區(qū)仍將是世界風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中心，主要從事風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造的大企業(yè)，將在技術(shù)工藝和產(chǎn)業(yè)體系上醞釀著新的重大變革，以提高核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力，研制具有獨(dú)特核心技術(shù)、高效可靠的新一代3-5兆瓦以上的變漿變速恒頻風(fēng)電機(jī)組來引領(lǐng)世界風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展潮流，如巨型海上專用風(fēng)機(jī)等。

2、扮演成熟制造商角色

我國風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，以兆級(jí)以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整體設(shè)計(jì)能力薄弱，國際先進(jìn)水平的自主研發(fā)能力和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)較弱，關(guān)鍵零部件還依賴技術(shù)跟蹤和設(shè)備進(jìn)口，扮演國際成熟機(jī)型制造商角色。為趕超水平，搶抓新一輪國際產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇，我國大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電節(jié)能新興產(chǎn)業(yè)，重點(diǎn)支持自主研發(fā)2.5兆瓦以上的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備關(guān)鍵零部件，力爭(zhēng)到2012使我國風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造能力達(dá)到1000-1500萬千瓦，除滿足國內(nèi)市場(chǎng)需求外，還具備供應(yīng)國際市場(chǎng)的能力。

3、“走出去”大勢(shì)所趨

要將國內(nèi)風(fēng)機(jī)制造行業(yè)的產(chǎn)能，放到國際市場(chǎng)上考量，有預(yù)測(cè)認(rèn)為，2010年后，隨著各國新能源政策的逐步釋放，國際市場(chǎng)需求將是國內(nèi)的3~4倍。事實(shí)上，我國部分風(fēng)機(jī)制造企業(yè)已早早布好了進(jìn)軍海外的棋局，通過海外收購、投資建廠、招兵買馬等，從本土化走向了全球化。國際新能源市場(chǎng)也開始加大在國際市場(chǎng)的投資力度，包括市場(chǎng)內(nèi)入駐企業(yè)銷售風(fēng)機(jī)設(shè)備和建設(shè)風(fēng)場(chǎng)。其總經(jīng)理王燦陽坦承，早在公司成立之初，他們就在考慮做大做強(qiáng)、走出國門。目前，國際新能源市場(chǎng)已成功步入國際化的大門。

隨著風(fēng)力發(fā)電設(shè)備行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備企業(yè)間并購整合與資本運(yùn)作日趨頻繁，國內(nèi)優(yōu)秀的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)愈來愈重視對(duì)行業(yè)市場(chǎng)的研究，特別是對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境和產(chǎn)品購買者的深入研究。正因?yàn)槿绱耍淮笈鷩鴥?nèi)優(yōu)秀的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)迅速崛起，逐漸成為風(fēng)力發(fā)電設(shè)備行業(yè)中的翹楚！

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2021年，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)列入《職業(yè)教育專業(yè)目錄（2021年）》。

本書為日本土木學(xué)會(huì)所編風(fēng)力發(fā)電設(shè)備塔架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南及解說。主要講述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備塔架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)風(fēng)速的評(píng)估、風(fēng)荷載的評(píng)估、地震作用的評(píng)估、其他荷載 、塔架結(jié)構(gòu)的計(jì)算、錨固部分的結(jié)構(gòu)計(jì)算、基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)計(jì)算、根據(jù)指南設(shè)計(jì)的實(shí)例、數(shù)值計(jì)算分析實(shí)例、相關(guān)法律以及法規(guī)、參考資料等。本書對(duì)我國風(fēng)力發(fā)電設(shè)備塔架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的指導(dǎo)和借鑒意義。

模塊一　風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造及工藝基礎(chǔ)

任務(wù)一　認(rèn)知風(fēng)電設(shè)備制造常用的金屬材料

任務(wù)二　認(rèn)知風(fēng)電設(shè)備制造常用非金屬材料

任務(wù)三　熟識(shí)風(fēng)電設(shè)備典型的加工制造技術(shù)

模塊二　風(fēng)葉的制造及工藝

任務(wù)一　風(fēng)葉的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料選擇

任務(wù)二　風(fēng)葉的制造及加工工藝

任務(wù)三　風(fēng)葉的檢查與驗(yàn)收

模塊三　輪轂的制造及工藝

任務(wù)一　輪轂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及材料選擇

任務(wù)二　輪轂的制造及加工工藝

任務(wù)三　輪轂的檢查與驗(yàn)收

模塊四　風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)的制造及工藝

任務(wù)一　傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

任務(wù)二　傳動(dòng)軸的制造及工藝

任務(wù)三　齒輪箱的制造及工藝

任務(wù)四　傳動(dòng)系統(tǒng)的檢查與驗(yàn)收

模塊五　機(jī)艙、底盤的制造及工藝

任務(wù)一　機(jī)艙的制造及加工工藝

任務(wù)二　底盤的制造及加工工藝

模塊六　發(fā)電機(jī)的制造及工藝

任務(wù)一　發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)類型

任務(wù)二　發(fā)電機(jī)零部件的機(jī)械加工及工藝

任務(wù)三　發(fā)電機(jī)鐵芯的制造工藝

任務(wù)四　發(fā)電機(jī)繞組的制造工藝

任務(wù)五　發(fā)電機(jī)的裝配及檢驗(yàn)

模塊七　控制系統(tǒng)的制造及工藝

任務(wù)一　控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能

任務(wù)二　控制系統(tǒng)的制造工藝

任務(wù)三　控制系統(tǒng)的檢查與驗(yàn)收

模塊八　塔架的制造及工藝

任務(wù)一　塔架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料

任務(wù)二　塔架的制造及加工工藝

任務(wù)三　塔架的檢查與驗(yàn)收

模塊九　風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)施工及工藝

任務(wù)一　風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

任務(wù)二　風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)施工

參考文獻(xiàn) 2100433B