經(jīng)歷了數十年經(jīng)濟快速發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程加快，我國已成為全球第一能源消耗大國。以前我國的的能源結構大約60%以上依靠煤炭，不僅在生產(chǎn)、使用帶來(lái)了嚴重的污染，還有煤礦安全事故時(shí)有發(fā)生。進(jìn)入21世紀后，汽車(chē)使用量爆發(fā)性增長(cháng)，我國又成為了第一石油進(jìn)口大國。為了改變石化燃料為主的能源結構，我國大力投入新能源、清潔能源設施的建設。從LNG天然氣、水力發(fā)電、光伏發(fā)電、核電，到風(fēng)力發(fā)電、地熱能、沼氣能等，均有較大的發(fā)展。
世界的風(fēng)電資源主要集中在歐洲北海沿岸，如荷蘭、丹麥等國較早開(kāi)發(fā)了風(fēng)電，荷蘭的風(fēng)車(chē)聞名世界；其次是在北美，集中在美國中西部高地；中亞的黑海周邊地帶；還有在東亞、西太平洋沿岸及島嶼一帶。
我國背靠亞歐大陸，面朝太平洋，擁有豐富的風(fēng)力資源，內陸主要集中在新疆、甘肅、內蒙等地區，沿海主要集中在海南、廣東、福建、浙江等東南省份。多年來(lái)政府非常重視風(fēng)力發(fā)電的開(kāi)發(fā)，中國是世界風(fēng)能領(lǐng)域的領(lǐng)導者，擁有世界三分之一以上的風(fēng)電裝機容量，裝機容量221GW，而排名第二的美國裝機容量96.4GW。德國、印度、西班牙、英國等國家也是風(fēng)電大國。
我國風(fēng)電：從西北到沿海
習近平主席近日在聯(lián)合國大會(huì )上的講話(huà)中宣布：中國將提高“國家自主貢獻”力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取于2060年前實(shí)現碳中和。因此，可以預見(jiàn)風(fēng)力發(fā)電將仍然是我國未來(lái)新能源的重要選項。
我國目前已建成全球最大的風(fēng)力發(fā)展規模，占全球總量約三分之一。新疆、甘肅等擁有豐富風(fēng)電資源的西部地區，就由于人口和工業(yè)較少，消納不了這么多電。加上向東部輸電設施不完善、成本增加，導致棄風(fēng)限電的情況常常發(fā)生，最為嚴重是2012年，棄風(fēng)率17%。西部陸地風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)展遇到了瓶頸。于是，風(fēng)電場(chǎng)從西部陸地走向東部海上。
中國海上風(fēng)電目前總裝機容量445萬(wàn)千瓦，市場(chǎng)規模超過(guò)1萬(wàn)億元，是僅次于英國、德國的世界第三大海上風(fēng)電國家。
2018年廣東省政府工作報告明確要求加快布局發(fā)展海上風(fēng)電，以陽(yáng)江市為主戰場(chǎng)，建設世界級風(fēng)電產(chǎn)業(yè)基地。陽(yáng)江面朝南海，擁有海岸線(xiàn)長(cháng)458.6公里，常年風(fēng)力資源豐富。預計到2025年，陽(yáng)江海域1000萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電裝機將全部建成投產(chǎn)，總投資近2000億元
激光技術(shù)助力風(fēng)電站裝置
海上風(fēng)電裝置建設于淺水中，長(cháng)期受到海水腐蝕，對金屬部件以及制造工藝提出了新的挑戰。風(fēng)電的整機、葉片、電機、塔筒、電梯、鋼管樁及導管架、等關(guān)鍵裝備部件大多數是大型金屬構件，在這方面激光的金屬加工將有不錯的發(fā)揮空間，以激光切割、激光焊接、激光熔覆、表面處理，另外激光清洗、激光測量等也會(huì )有其作用。另外在港口機械、升降臺、金屬鑄造等領(lǐng)域也能廣泛用到激光技術(shù)。
在這些金屬零部件方面，如今已有明陽(yáng)、金風(fēng)、龍馬等17個(gè)總投資近200億元的風(fēng)電裝備制造企業(yè)落戶(hù)陽(yáng)江風(fēng)電裝備制造基地。明陽(yáng)風(fēng)機葉片，中水電四局塔筒、塔架，粵水電塔筒已投產(chǎn)，陽(yáng)江風(fēng)電裝備基地也是珠江西岸先進(jìn)裝備制造產(chǎn)業(yè)帶。
渦輪機占海上風(fēng)電最重要的組成部分，包括機艙、轉子和塔架三大部分。損壞后更換成本很高，常?？梢赃x擇激光修復。
激光熔覆是指以不同添料方式在被熔覆基體表面上放置被選擇的涂層材料經(jīng)激光輻照使之和基體表面一薄層同時(shí)熔化，并快速凝固形成稀釋率極低，與基體成冶金結合的表面涂層，顯著(zhù)改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性的工藝方法，從而達到表面改性或修復的目的，既滿(mǎn)足了對材料表面特定性能的要求，又節約了大量的貴重元素。
風(fēng)電零件如主軸、轉架等在維修過(guò)程中經(jīng)常發(fā)現拉毛或磨損嚴重，如不進(jìn)行維修無(wú)法繼續使用。激光熔覆可以對行星輪內孔、主軸、行星架（球鐵件）、高速軸等進(jìn)行修復，極大提高了零件的二次利用率，減少了維修成本，并縮短了齒輪箱維修周期。
美國曾提出利用激光3D打印技術(shù)制造風(fēng)電葉片。美國能源部希望能夠使用3D打印技術(shù)使當前的制造方法更有效率，進(jìn)而實(shí)現成本節約。事實(shí)上，當前用來(lái)制造葉片的模具成本高達1000萬(wàn)美元，但是每個(gè)模具只能制造大約1000個(gè)葉片。更加麻煩的是，由于風(fēng)能技術(shù)的發(fā)展速度很快，這些葉片常常會(huì )在到達其使用壽命之前就已經(jīng)過(guò)時(shí)了，進(jìn)一步推高了制造成本。
Sandia國家實(shí)驗室，甚至還曾經(jīng)發(fā)明過(guò)增材制造技術(shù)——激光直接成型 （LENS），這是一種能夠打印復雜金屬部件的粉末3D打印工藝；還有Robocasting，這是一個(gè)通過(guò)加壓針使陶瓷漿料注漿成型成為三維部件，然后在窯爐里燒制硬化。
激光超聲無(wú)損檢測風(fēng)電葉片
風(fēng)電葉片是風(fēng)力發(fā)電機組的核心部件之一，一般由碳纖維或玻璃纖維增強復合材料制備而成。在生產(chǎn)、運輸、吊裝等過(guò)程中，有時(shí)候葉片難免出現孔隙、裂紋、分層、缺膠等缺陷，使用過(guò)程中的跟蹤檢測都顯得十分重要。
超聲無(wú)損檢測一直是使用頻率較高的檢測手段，所以超聲回波檢測、相控陣檢測、空氣耦合超聲檢測、電磁超聲檢測以及激光超聲檢測等為代表的非接觸式超聲無(wú)損檢測技術(shù)則是研究的熱點(diǎn)。
對于激光超聲無(wú)損檢測技術(shù)，目前取得的成果已經(jīng)很可觀(guān)，并有諸多應用于復合材料無(wú)損檢測的案例。
現階段，可以看出激光超聲無(wú)損檢測方法擁有非接觸測量，時(shí)間空間分辨率高，靈敏度高，高效準確，能在線(xiàn)實(shí)時(shí)檢測，適用葉片復合材料各種復雜結構和各種惡劣環(huán)境，相對于其他無(wú)損檢測方式有大量獨特的優(yōu)勢。
雖然目前還存在這一些技術(shù)難題，包括成本、激光器改進(jìn)、光聲轉換效率、以及智能化等問(wèn)題，但技術(shù)人員對激光超聲技術(shù)的探索從未停止，相信經(jīng)過(guò)努力，這些難題終究會(huì )得到解決。
世界的風(fēng)電資源主要集中在歐洲北海沿岸，如荷蘭、丹麥等國較早開(kāi)發(fā)了風(fēng)電，荷蘭的風(fēng)車(chē)聞名世界；其次是在北美，集中在美國中西部高地；中亞的黑海周邊地帶；還有在東亞、西太平洋沿岸及島嶼一帶。
我國背靠亞歐大陸，面朝太平洋，擁有豐富的風(fēng)力資源，內陸主要集中在新疆、甘肅、內蒙等地區，沿海主要集中在海南、廣東、福建、浙江等東南省份。多年來(lái)政府非常重視風(fēng)力發(fā)電的開(kāi)發(fā)，中國是世界風(fēng)能領(lǐng)域的領(lǐng)導者，擁有世界三分之一以上的風(fēng)電裝機容量，裝機容量221GW，而排名第二的美國裝機容量96.4GW。德國、印度、西班牙、英國等國家也是風(fēng)電大國。
我國風(fēng)電：從西北到沿海
習近平主席近日在聯(lián)合國大會(huì )上的講話(huà)中宣布：中國將提高“國家自主貢獻”力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取于2060年前實(shí)現碳中和。因此，可以預見(jiàn)風(fēng)力發(fā)電將仍然是我國未來(lái)新能源的重要選項。
我國目前已建成全球最大的風(fēng)力發(fā)展規模，占全球總量約三分之一。新疆、甘肅等擁有豐富風(fēng)電資源的西部地區，就由于人口和工業(yè)較少，消納不了這么多電。加上向東部輸電設施不完善、成本增加，導致棄風(fēng)限電的情況常常發(fā)生，最為嚴重是2012年，棄風(fēng)率17%。西部陸地風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)展遇到了瓶頸。于是，風(fēng)電場(chǎng)從西部陸地走向東部海上。
中國海上風(fēng)電目前總裝機容量445萬(wàn)千瓦，市場(chǎng)規模超過(guò)1萬(wàn)億元，是僅次于英國、德國的世界第三大海上風(fēng)電國家。
2018年廣東省政府工作報告明確要求加快布局發(fā)展海上風(fēng)電，以陽(yáng)江市為主戰場(chǎng)，建設世界級風(fēng)電產(chǎn)業(yè)基地。陽(yáng)江面朝南海，擁有海岸線(xiàn)長(cháng)458.6公里，常年風(fēng)力資源豐富。預計到2025年，陽(yáng)江海域1000萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電裝機將全部建成投產(chǎn)，總投資近2000億元
激光技術(shù)助力風(fēng)電站裝置
海上風(fēng)電裝置建設于淺水中，長(cháng)期受到海水腐蝕，對金屬部件以及制造工藝提出了新的挑戰。風(fēng)電的整機、葉片、電機、塔筒、電梯、鋼管樁及導管架、等關(guān)鍵裝備部件大多數是大型金屬構件，在這方面激光的金屬加工將有不錯的發(fā)揮空間，以激光切割、激光焊接、激光熔覆、表面處理，另外激光清洗、激光測量等也會(huì )有其作用。另外在港口機械、升降臺、金屬鑄造等領(lǐng)域也能廣泛用到激光技術(shù)。
在這些金屬零部件方面，如今已有明陽(yáng)、金風(fēng)、龍馬等17個(gè)總投資近200億元的風(fēng)電裝備制造企業(yè)落戶(hù)陽(yáng)江風(fēng)電裝備制造基地。明陽(yáng)風(fēng)機葉片，中水電四局塔筒、塔架，粵水電塔筒已投產(chǎn)，陽(yáng)江風(fēng)電裝備基地也是珠江西岸先進(jìn)裝備制造產(chǎn)業(yè)帶。
渦輪機占海上風(fēng)電最重要的組成部分，包括機艙、轉子和塔架三大部分。損壞后更換成本很高，常?？梢赃x擇激光修復。
激光熔覆是指以不同添料方式在被熔覆基體表面上放置被選擇的涂層材料經(jīng)激光輻照使之和基體表面一薄層同時(shí)熔化，并快速凝固形成稀釋率極低，與基體成冶金結合的表面涂層，顯著(zhù)改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性的工藝方法，從而達到表面改性或修復的目的，既滿(mǎn)足了對材料表面特定性能的要求，又節約了大量的貴重元素。
風(fēng)電零件如主軸、轉架等在維修過(guò)程中經(jīng)常發(fā)現拉毛或磨損嚴重，如不進(jìn)行維修無(wú)法繼續使用。激光熔覆可以對行星輪內孔、主軸、行星架（球鐵件）、高速軸等進(jìn)行修復，極大提高了零件的二次利用率，減少了維修成本，并縮短了齒輪箱維修周期。
美國曾提出利用激光3D打印技術(shù)制造風(fēng)電葉片。美國能源部希望能夠使用3D打印技術(shù)使當前的制造方法更有效率，進(jìn)而實(shí)現成本節約。事實(shí)上，當前用來(lái)制造葉片的模具成本高達1000萬(wàn)美元，但是每個(gè)模具只能制造大約1000個(gè)葉片。更加麻煩的是，由于風(fēng)能技術(shù)的發(fā)展速度很快，這些葉片常常會(huì )在到達其使用壽命之前就已經(jīng)過(guò)時(shí)了，進(jìn)一步推高了制造成本。
Sandia國家實(shí)驗室，甚至還曾經(jīng)發(fā)明過(guò)增材制造技術(shù)——激光直接成型 （LENS），這是一種能夠打印復雜金屬部件的粉末3D打印工藝；還有Robocasting，這是一個(gè)通過(guò)加壓針使陶瓷漿料注漿成型成為三維部件，然后在窯爐里燒制硬化。
激光超聲無(wú)損檢測風(fēng)電葉片
風(fēng)電葉片是風(fēng)力發(fā)電機組的核心部件之一，一般由碳纖維或玻璃纖維增強復合材料制備而成。在生產(chǎn)、運輸、吊裝等過(guò)程中，有時(shí)候葉片難免出現孔隙、裂紋、分層、缺膠等缺陷，使用過(guò)程中的跟蹤檢測都顯得十分重要。
超聲無(wú)損檢測一直是使用頻率較高的檢測手段，所以超聲回波檢測、相控陣檢測、空氣耦合超聲檢測、電磁超聲檢測以及激光超聲檢測等為代表的非接觸式超聲無(wú)損檢測技術(shù)則是研究的熱點(diǎn)。
對于激光超聲無(wú)損檢測技術(shù)，目前取得的成果已經(jīng)很可觀(guān)，并有諸多應用于復合材料無(wú)損檢測的案例。
現階段，可以看出激光超聲無(wú)損檢測方法擁有非接觸測量，時(shí)間空間分辨率高，靈敏度高，高效準確，能在線(xiàn)實(shí)時(shí)檢測，適用葉片復合材料各種復雜結構和各種惡劣環(huán)境，相對于其他無(wú)損檢測方式有大量獨特的優(yōu)勢。
雖然目前還存在這一些技術(shù)難題，包括成本、激光器改進(jìn)、光聲轉換效率、以及智能化等問(wèn)題，但技術(shù)人員對激光超聲技術(shù)的探索從未停止，相信經(jīng)過(guò)努力，這些難題終究會(huì )得到解決。
