目前新能源的代表行业是风光储，风电、光伏、储能，是实现双碳计划的关键领域。以前写过光伏产业链，也整理过储能技术：

  风电，即风电发力，就是我们平常看到的大风车，建在陆地的叫陆上风机，建在海上的叫海上风机。

  陆上风机有比较多的地理环境限制，运输相对困难，所以陆上风机相对海上风机是小型的。海上风机由于海上风速普遍较大，能够得到更多的风能，具有天然优势，塔筒能做到更高，叶片也能做到更长，但对零部件耐腐蚀、耐酸碱、耐温差、抗冲击能力等要求更高。

  为了获得更加多的风力，塔架通常建得很高，尤其海上风机会建得更高，所以它非常大且要求很结实。

  为了建得高获得更多风力，还要支撑住风轮和机舱，塔筒的重量和体积是非常大的，直接造一根大柱子，不仅运输困难，安装和维护同样困难。所以塔筒是分段造的，去到现场再接起来。

  法兰就是用来连接塔筒的，想想也知道它肯定不是简单的安装，为了确认和保证牢固和安全，是要焊接的，并且焊接后还要进行焊缝无损探伤和平面度检查。

  塔筒里面最重要的就是埋电缆。风电机的电缆需要耐腐蚀、耐酸碱、耐高温、耐低温、抗紫外线、抗冲击能力好、抗弯曲、防开裂......因为维修一次的成本过高了，最好是能用到整个风机报废它还不需要维修。

  风轮由3片叶轮组成，安装在轮毂上，为了根据风速调整叶片角度，还会加上变桨系统。

  也就是叶片，要求强度高、重量轻。所以叶片的主要组成部分为环氧树脂、玻璃纤维或碳纤维（玻纤价格低，碳纤质量高）、巴沙木（世界上最轻的木材）。目前国内陆上风机叶片长度接近100m，海上风机叶片长度超过100m。

  轮毂是用来安装叶片和主轴的，材质通常用铸态低温高冲击韧性球铁，具有强度高、寿命长、吸振性强等特点。

  风电机为了更多地转换风能通常都会建很高，但风速既不是匀速也不会一直在同方向，且越高气动会越不平衡，除了影响发电效率，还会损伤风电机。

  所以变桨系统的作用是校准叶片角度。当风速过高或过低时，通过变桨距调节改变风电机组获得的空气动力转矩，使功率输出保持稳定，并减少风力对风电机组的冲击。在停机时，使风电机组安全停运。

  技术路线方面，有液压和电动两种技术体系。液压是经过控制液压单元的液压缸驱动连杆装置来推动桨叶实现变桨。电动则是通过减速机构和传动装置，由伺服电动机来推动桨叶实现变桨。

  早期的变桨系统是采用弹簧等弹性结构结合离心锤等离心机构实现变桨，属于被动变桨。后来逐渐发展为变桨电机，采用变桨电机驱动变桨，通过变速变桨实现对输出频率和功率来控制。到了近十几年，承受过大负载问题慢慢的出现，变桨系统的发展路线往减小负载的方向发展。变桨系统的成熟能大大的提升风机的安全性和可靠性，未来，变桨系统智能化也会更加完善。

  从发电机原理出发，如果要发更多的电，有两个条件，一个是通过提高发电机转子的转速，另一个是提高发电机定子的磁场强度。（简单理解为转动得更快和磁场更强）

  直驱风机只用一个条件，让磁场更强，因为它用的是稀土永磁材料，磁极对数很大，所以就不太需要提高转速了，直接由风轮通过主轴带动发电机的转子转动就够了。但是稀土贵啊，所以直驱风机是比较费钱的。

  双馈风机则是两个条件都要创造，它要通过变流器给转子励磁产生磁场。因为它的转子和定子在达到超同步之后都能产生电能，所以叫双馈。

  半直驱风机也是两个条件都要创造，但它的永磁材料用得少（大概是直驱的1/3—1/4），直接靠风轮带动转子不太够，所以还要加上行星齿轮为发电机转子提速。

  主轴的制造工艺有两种，锻造和铸造。铸造就是将金属融化成液态，然后倒入模型冷却；锻造则是在高温下对金属进行锤击成型。

  铸造是一次成型，锻造则缓慢成型，所以铸造主轴比锻造主轴流程工艺简单，消耗的原材料更少，而且制作出来的主轴重量更轻，因此铸造更有成本优势。但是因为锻造是不断锤击出来的，所以它的抗疲劳性更好。

  不同的工艺分别适应不一样的风机机型。主轴受力很复杂的双馈风机使用锻造主轴（但由于降本需求，目前更大功率的双馈机型慢慢的开始转向铸造主轴）；直驱式、半集成化直驱使用铸造主轴；集成化半直驱因为齿轮箱主轴一体化，省去主轴。

  齿轮箱通过大小齿轮组合，将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。所以它是一直在工作，但因为风机是安装在高山、荒野、海岛的，齿轮箱的维修成本比较高，所以对齿轮箱的要求是要具有低温状态下抗冷脆性的特性，还要防止振动和冲击，同时要保证它有充分的润滑条件，所以还要加配加热和冷却装置，并设置监控点，对运转和润滑状态进行遥控。

  而偏航系统的作用则是使风轮跟踪风向，充分的利用风能；以及若偏航时机舱内引出的电缆发生缠绕时，可以自动解缆。

  早期的偏航技术是被动偏航，偏航力矩小、对风频繁、对风不稳定、精度不高。后来升级为主动偏航，通过采集风场信息来做出偏航决策，准确度有了很大提升。现在是往智能偏航方向发展，通过信号采集（运用各类传感器、GPS装置）提前获取风向风速信息去分析运算，然后给出执行动作。

  轴承是很重要的一个核心部件，放在最后介绍。它不是单属机舱部分，别的部分也有。在变桨系统中它叫变桨轴承，在偏航系统中它叫偏航轴承，在齿轮箱和发电机中它叫高速轴承，在主轴中它叫主轴轴承......

  轴承是国产化程度最低的零部件，极度依赖进口，目前仍是风电产业链国产化的突破重点。

  风电产业链由上游原材料供应商，到中游整机-零部件制造环节，到下游终端客户。

  由以上风机的结构能够准确的看出，风电的原材料是玻纤、碳纤维、环氧树脂、巴沙木、铜、稀土、钢铁.....等大宗商品，玻纤、碳纤维、环氧树脂、巴沙木用来制造叶片，稀土是直驱风机和半直驱风机需要的材料，铜是电缆需要的材料，剩下的大部分零部件都是钢铁。

  风电并不是这些大宗商品的主要市场，这些大宗商品并不会受风电产业单一影响，不像光伏的原材料硅对光伏行业的影响力那么强。

  中游就是上面介绍风机结构时提到的部件及整机。一般由整机企业负责风机的研发设计组装，由零部件供应商进行风机部件的专业化生产配套。

  我国风机行业起步晚，目前整机公司数并不多，以金风科技、运达股份、明阳智能为代表。不同整机企业在风机设计的具体方案及技术路线上存在一定的差异。比如金风科技是全球最大的直驱永磁风机研制企业；运达股份主要走双馈技术路线；明阳智能发展半直驱路线，也在积极涉足双馈路线。

  整机厂商自己能生产研发的零部件通常自己生产，若不想生产，就去采购零部件厂家的零部件回来组装。

  零部件包括塔筒、电缆、法兰、叶轮、轮毂、变桨系统、发电机、主轴、齿轮箱、偏航系统、轴承等。塔筒、海缆的招标通常和主机分开招标；其他的零部件由风机制造商组合整合成风机整机，再出售给风电厂运营商。

  目前零部件多数实现国产替代，特别是主轴，是较早实现国产化的零部件。而轴承则是国产化程度最低的零部件，是现在这条产业链的重点突破环节。

  风电的下游计算机显示终端是政府和运营商，运营商多以大型国有企业为主，包括三峡集团、中广核、华润电力、华能国际、粤水电......

  一般来说，风机产品属于定制化，要根据地理位置去设计，运营商通常以项目招标方式采购风机（塔筒和海缆与主机分开招标），整机制造公司参与竞标以获取项目订单。

  我国的风电行业起步晚于欧洲，技术迭代速度和认可度不够高，出口能力相对薄弱，只有塔筒、主轴等少部分部件出口能力较强。目前整体主要需求都是来自国内市场，国外市场占有率非常低。

  虽然我们的新增装机容量和累计装机量都位居全球第一，但其实是依赖我们本身的用电需求大。这个行业一直的发展趋势是往全行业国产化和提高全球市场占有率方向发展。目前零部件已多数实现国产替代，只有轴承还依赖进口，轴承国产化是现在这条产业链的重点突破环节。未来，整机会不断往大型化方向发展，逐步的提升技术路线和减少相关成本，增强国际市场之间的竞争能力。

  以上，就是风电的产业链，本文仅在叙述产业链上下游逻辑关系，文中提到的公司并不作投资推荐。