風電齒輪箱行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及競爭格局分析，高速傳動市占第一「圖」

一、風電齒輪箱綜述

風能是一種可再生能源。近年來風力發(fā)電技術在全世界的市場份額、規(guī)模和技術設計方面都經歷了快速發(fā)展，風力發(fā)電將成為未來主要的電力來源之一。我國是風力發(fā)電大國，陸上和海上風電發(fā)電量均為全球第一。目前風力發(fā)電機有兩種，分別是雙饋風機和直驅風機。雙饋、直驅兩種技術路線的本質區(qū)別，在于雙饋型帶有“齒輪箱”，而直驅型不帶“齒輪箱”。齒輪箱是雙饋風機的核心部件，主要用于將風輪的轉動傳遞給發(fā)電機使之運轉。但是由于風輪的轉速很低，通常需要依靠齒輪箱來增加轉速。齒輪箱零部件包括行星銷軸、行星齒輪、太陽輪、內齒圈、扭力臂/齒輪箱端蓋、齒輪箱體/行星架等。

雙饋風機與直驅風機對比

資料來源：公開資料整理

永磁直驅風機和雙饋風機兩者的最大區(qū)別在于不同的傳動、發(fā)電結構?？偠灾来胖彬岋L機發(fā)電更穩(wěn)定，但是體積大，運輸困難，改進空間大。目前，相對來說，雙饋齒輪風機更具有經濟效益。

直驅風機與雙饋風機發(fā)電機參數(shù)對比

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不同形式的風力發(fā)電機組有不一樣的要求，齒輪箱的布置形式以及結構也因此而異。在風電界水平軸風力發(fā)電機組用固定平行軸齒輪傳動和行星齒輪傳動最為常見。齒輪箱層面，半直驅采用中速齒輪箱的設計，兩級行星結構，無可靠性最差的第三級（高速級），大大降低了齒輪箱的故障率，傳遞效率比高速齒輪箱更高，重量更輕。從國內主流的風電齒輪箱產品系列可看出，在相同功率等級下，齒輪箱的傳動比越低，往往對應著更小的齒輪箱重量。

典型齒輪箱參數(shù)

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二、風電齒輪箱市場發(fā)展現(xiàn)狀

2020年全球風力行業(yè)發(fā)展速度加快。據統(tǒng)計，2020年全球風電齒輪箱行業(yè)市場規(guī)模為416億元，同比上漲54.07%，年均復合增速為14.52%。

2013-2025年全球風電齒輪箱市場規(guī)模及增速

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中國風力發(fā)電不僅裝機量、發(fā)電量居世界第一，風電機組增長速度也快于全球。據統(tǒng)計，2020年，中國全球風電齒輪箱市場規(guī)模為233億元，同比上漲177.38%，年均復合增長速度為25.70%。

2013-2025年中國風電齒輪箱市場規(guī)模及增速

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相關報告：華經產業(yè)研究院發(fā)布的《2021-2026年中國風電齒輪箱市場全面調研及行業(yè)投資潛力預測報告》

三、風電機齒輪箱成本比例以及市場格局

據統(tǒng)計，2018年全球風電齒輪箱行業(yè)市場集中度高，行業(yè)存在技術壁壘，CR5市場份額占到86%。2019年全球風電齒輪箱前三大供應商（中國高速傳動、采埃孚、威能極）合計市占率達68%，海外企業(yè)在海外市場仍有較高份額。伴隨大兆瓦風機和海上風電的發(fā)展，配套風電齒輪箱的研發(fā)和批量化生產難度進一步提高，頭部供應商搶先積極布局大兆瓦產品開發(fā)，目前中國高速傳動能夠提供涵蓋1.5MW-11.XMW的全系列風電齒輪箱產品。

2019年全球風電齒輪箱行業(yè)市占率情況

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葉片和齒輪箱分別是風力發(fā)電機組中成本最高的兩個核心零部件。據統(tǒng)計，2020年明陽智能和上海電氣公司公告中，齒輪箱成本分別占整機成本9.3%、11.0%。

2020年中國兩公司風機齒輪箱成本占比情況

資料來源：各公司公開報告，華經產業(yè)研究院整理

四、齒輪箱常見故障以及科學檢測維修

我國雖然是風電大國，但是風電機組的設計制造與國際先進水平還存在很大差距，運維成本居高不下。在風力發(fā)電快速發(fā)展的過程中，風力發(fā)電機高昂的運維成本嚴重影響了風力發(fā)電廠的經濟效益。據統(tǒng)計，對于工作壽命為20年的陸上風電機組來說，運維費用占該風電機組總收入的10%～15%，海上風電機組的運維費用更高，占風電機組總收入的20%～25%。對整個風電機組來說，通常齒輪箱的故障率最高，運維費用占相當大比重，歐洲國家占12%～30%，我國則高達40%。加之風電機組安裝之處往往自然條件較為惡劣，齒輪箱的科學檢測以及維修方法就顯得尤為重要。

風電齒輪箱常見故障

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開展齒輪和軸承的狀態(tài)監(jiān)測，是進行風電齒輪箱維修的前提和基礎。風電齒輪箱狀態(tài)監(jiān)測方法主要包括振動監(jiān)測、聲音監(jiān)測、油液磨粒監(jiān)測和溫度監(jiān)測四類，狀態(tài)監(jiān)測手段包括離線監(jiān)測和在線監(jiān)測兩類。

風電齒輪箱故障常用檢測方法

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對風電齒輪箱開展狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的目的是為制定維修策略提供科學依據。針對風電齒輪箱，目前應用和正在研究的維修策略主要是預防性維修策略，包括定期維修策略和狀態(tài)維修策略。

風電齒輪箱故障維修策略

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