Equinor（挪威国家石油公司）是最早开发海洋漂浮式风电样机的企业，随后西班牙、葡萄牙、法国和日本相继开发成功，目前全球已建成漂浮式风电装置的总装机容量约230 MW，预计到2030年将达16.5 GW。截至2023年底，我国海上风电总装机容量约为3 700万kW，目前已建成全球最大的SL5000海上风力发电机，相当于40层楼高，叶片长度128 m。随着科技不断进步，海上风电开始朝着深远海的漂浮式海上风电平台发展，其叶片向大型化、高效化和长寿命方向发展。

大型风电叶片主梁补强材料

目前大型风电叶片主要采用碳纤维增强复合材料（CFRP）板材作为主梁，以东丽为代表，该公司首先开发出专用于大型风电叶片的“量身定制”型碳纤维产品“M40X”，在模量与M40型相同的情况下，拉伸强度提高30%，其预浸料采用“纳米合金技术”，使拉伸强度、压缩强度和抗冲击强度大幅提高；美国Hexcel（赫氏）针对此领域推出 8 种碳纤维及其预浸料新牌号，其中Hexcel s系列的Polyspeed®专用于大型风电叶片主梁的CF/PU拉挤成型产品，这意味着将来报废后的叶片容易回收再生，此外还有新一代的HexTow HM50。中空微纳米陶瓷粉体是我国具有自主知识产权的产品，将其加入叶片的树脂中可有效提高材料的耐热性和模量，耐磨性、降噪性、耐腐蚀性、保温性等也均有提高，而加工成本和重量有所下降。

图片来源：东丽。

漂浮式海上风电平台用锚固绳缆

作为海上风电平台的配套设施，锚固用高性能纤维系留绳目前主要使用 3 种纤维 —— 碳纤维、对位芳纶和超高分子量聚乙烯纤维，近年来纤维性能均不断改进，进一步拓展了在远洋漂浮式风电平台的应用，并有助于向更深更远的海域发展。其中，碳纤维具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳、低蠕变等特性，是较理想的海洋系留索或张力筋材。日本帝人（Teijin）首先开发了面向欧洲浮体式洋上风电部件的对位芳纶Twaron®新品种及其张力部件，其具有高刚性和抗紫外性能，重量较以往钢制品大幅降低，可减轻运输和施工负荷，经反复长时间应用并施加张力也不易变形，经西班牙大型商业规模洋上风电设备验证，预期服役寿命可达30年以上；日本东洋纺AMC公司开发了面向洋上风电系留绳的高强聚乙烯纤维新品种“Izanas®”，并开发了锚固专用的系留绳新品类“Izanas® ULC”，与早期的超高分子量聚乙烯纤维产品相比，其不仅耐疲劳性大幅改进，抗蠕变性也有所改善，预计到2030年该纤维的产能将提高 2 倍，达到2 000t/a。

图片来源：东洋纺。

风电叶片防结冰及融冰元件

我国重庆大学发明了一种用于风电叶片防结冰&融冰的复合碳纤维发热元件，由外向内包括绝缘导热层和贴附于风力发电机叶片上的碳纤维网络发热层，不仅具有较高的导热率和较好的防结冰&融冰效果，安装工艺也较简单。

海上风电平台用吊索

日本可乐丽（Kurray）公司利用其生产的聚芳酯纤维Vectran®所具有的低吸水性、耐腐蚀性、尺寸稳定性、耐磨、耐高低温、蠕变小等特点，将其应用于吊装海上风电平台的缆绳和吊带领域。此外，市场上也有企业选用超高分子量聚乙烯纤维制备缆绳，以满足海洋环境下对高强、轻质材料的需求。

更多内容，请关注纺织导报2025年第3期《纤维材料在海洋产业中的应用进展》一文。