日益增长的风电市场带动了中国国内的风机和零部件制造业的发展,同时,中国的风机制造业也开始日益成熟,零部件配套日渐完善;目前不仅可以满足国内需求,同时也开始进入国际市场,尤其是零部件制造业。2008年,中国生产的叶片、齿轮箱和电机开始进入欧洲、日本和美国市场,整机也开始进入南美、亚洲和北美市场。
风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转来推动发电机发电。目前市场上有两种类型的发电设备,一种是双馈发电,是通过多重齿轮箱将每分钟转速不过20多转的叶片转速提升到每分钟1200转进行发电;另一种是直驱发电,采用永磁体发电机,叶片直接驱动发电机发电。目前,前一种技术成熟,是市场的主流产品。
一台风电设备有18-19个零部件。其中,主要有:叶片、齿轮箱、发电机等。在全部国产化的条件下,它们占整机造价的比重分别约为:20-30%、14-17%、5-7%。此外还有偏航系统、控制系统、钢塔或塔筒(15%左右)等。多数零部件可以在国内配套,少数还需进口,但国内基本上也可以生产,只是质量较差。齿轮箱在风力发电机组中属于关键部件,其价格较贵,一台兆瓦级别的双馈风力发电机,所配的增速齿轮箱价格就超过100万元人民币。2008年风力发电行业的增速齿轮箱市场容量在2l亿元人民币左右,2009年风力发电行业的齿轮箱市场规模约为27亿元。
齿轮箱制造企业有:南京高精齿轮股份有限公司、重庆齿轮箱有限责任公司、杭州前进风电齿轮箱有限公司、大连重工起重集团、中国第二重型机械集团公司等,本地化落实情况比较好,目前基本能满足国内风电产业发展的需要。但由于齿轮箱轴承质量要求较高,目前国内尚无法提供合格的产品,齿轮箱产能受国外轴承供应的影响较大。另外齿轮箱制造工艺、质量和产能的提高,需要一些高精设备来保证,这些设备订购周期将对产能有一定影响。
增速齿轮箱主要用于变速双馈风力发电机组,前几年此类型的机组发展非常迅速,因而带动齿轮箱市场的高速发展。但齿轮传动不仅降低了风电转换效率和产生噪音,同时是造成机械故障的主要原因,为了减少机械磨损还需要润滑清洗等定期维护,维护成本很高。采用无齿轮箱的直驱方式虽然提高了电机的设计成本,但却有效地提高了系统的效率以及运行可靠性。
尚普咨询顾问指出,随着越来越多的风电机组生产厂家出于成本考虑,把开发重点放到变速恒频风力发电机,其采用直驱的方式,可以不用安装齿轮箱,未来变速恒频风力发电机组逐渐将成为市场的主流。预计在未来的五年,齿轮箱的增长率将会低于风力发电设备的平均增长率,但变速双馈风力发电机组不会马上消失,相当长的时间内,两者将并存。