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【產業】風電機組復合材料塔架的專利分析

2015-09-24 來源:《風能》 瀏覽數:1235

在霧霾肆虐的今天,風能作為一種清潔能源,越來越受到人們的重視。風電機組塔架是支承機艙和葉輪的部件,為風輪提供必要的工作高度。

  在霧霾肆虐的今天,風能作為一種清潔能源,越來越受到人們的重視。風電機組塔架是支承機艙和葉輪的部件,為風輪提供必要的工作高度。
  目前,大多數的風電機組塔架都是由鋼材制成。比較常見的鋼材料塔架主要有桁架狀和圓筒式兩種。常規的鋼塔架作為部件在車間中生產,然后被輸送到安裝地點。混凝土塔架也是一種比較常見的塔架形式,然而混凝土塔架也存在重量大、施工難度大、周期長等問題。在風電行業中,能源需求量的增大導致了對更大型風電機組的需求。隨著風電機組尺寸的不斷增加,塔架直徑與重量也在不斷增加,最終導致塔架的尺寸達到了不同國家的基礎結構所限定的界限,如在橋和隧道下的最大高度、允許的最大載重或者彎道的拐彎半徑等。
  近年來,為了克服上述缺陷,人們逐漸開始了對復合材料塔架的研究。復合材料塔架具有質量輕、成本低、可降低風振負載且可現場制造的優點。鑒于此,本文詳細分析了風電機組復合材料塔架目前的專利申請現狀,并且對該領域的專利發展趨勢進行了總結。
  專利現狀
  有關風電機組復合材料塔架的專利申請主要集中F03D和B29C這兩個國際專利分類號上,涉及到的中文關鍵詞主要為:風力、塔架、復合、增強纖維等,對應的英文關鍵詞主要為:wind,tower,composite?ber等。筆者通過采用分類號加關鍵詞的檢索方式在中國專利檢索數據庫(CPRS)和歐洲專利檢索數據庫(EPODOC)中進行檢索,經閱讀篩選后,總共得到相關專利申請共18篇(排除同一申請的實用新型),檢索日期截至到2015年5月。
  由表1可知,該領域的專利總申請量不多,僅十幾件。相關的專利申請主要集中在公司、學校以及研究機構中,個人申請較少。從申請年代來看,涉及復合材料塔架的專利申請大部分集中在2008年-2014年之間;從申請人的國別來看,相關的專利申請主要集中在美國和中國;從申請的內容來看,大多涉及復合塔架的制作方式和結構。
  由此可見,復合塔架這一技術目前還處于發展階段,且進展緩慢,但對技術水平要求和產業化要求較高,個人很難進入該領域。目前各國以及各個相關企業對于這一技術重視度還不高,并未投入過多精力進行研發,導致專利申請量偏低。
  通過分析,筆者認為造成這一現狀的原因在于:
  (1)研究人員更樂于研究能夠提高風能利用率的葉片、偏航變槳等結構,而忽視了對塔架這種僅用于支承風電機組基礎設施的研究,缺乏對復合塔架技術申請專利的動力。
  (2)該技術對產業化的高要求使得研究范圍僅局限于相關企業和機構,研發力量不充足。
  (3)雖然復合塔架技術是近幾年才慢慢開始發展,但是采用復合材料制作筒狀支承件卻已是現有技術。從專利授權的角度來看,這使得企業在復合塔架方面獲取專利權更加困難。例如,美國的四件申請中僅有一件在中國獲得授權。因此,專利申請熱情度不高。
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