2015-2020年，5兆瓦以上風電機組開始在海上風電項目中應用，需要保證年均100-130萬千瓦的供應能力。2020-2030，中國進入海上風電大規(guī)模開發(fā)階段，5-10兆瓦機組主要用于滿足該部分市場需求，需年產(chǎn)2200萬千瓦。
　　2030-2050年，由于3兆瓦級以下風電機組開始批量退役，屆時對于風電機組的需求將會迎來新的高峰，3-5兆瓦逐漸取代3兆瓦以下風電機組成為市場主流的風電機組，年供應能力要求達到3000-5000萬千瓦的年供應能力，5-10兆瓦機組需達到500-1000萬千瓦的年供應能力，深海風電開發(fā)應用要求10兆瓦以上風電機組達到100-200萬千瓦的年供應能力。 　　(2)風電機組的研制
　　2010年，中國已有接近10家企業(yè)批量化生產(chǎn)2.5-3.6兆瓦先進風電機組，5兆瓦左右海上風電機組樣機已經(jīng)下線。部分企業(yè)和科研機構已啟動10兆瓦風電機組的研發(fā)計劃，預計在2020年后進行樣機的開發(fā)。
　　今后應順應風電機組單機容量大型化趨勢，加強基礎研究，逐步掌握大型風電機組的設計理念，科學的研究方法，開發(fā)適用于中國特點的大型先進風電機組。
　　從不同功率風電機組的研發(fā)方面考慮，2015年前，開發(fā)應用3兆瓦以下風電機組輕量化和環(huán)境適應性技術，優(yōu)化3-5兆瓦風電機組設計，開展5-10兆瓦海上風電機組進行概念設計和關鍵技術研究;2020年前，實現(xiàn)5MW風電機組的商業(yè)化運行，完成5-10兆瓦海上風電機組樣機驗證，并對10兆瓦以上特大型海上風電機組完成概念設計和關鍵技術研究。2020-2030年，實現(xiàn)5-10兆瓦海上風電機組的商業(yè)化應用，完成特大型海上風電機組(10兆瓦以上)的樣機技術驗證。
　　如何使整機系統(tǒng)更好滿足并網(wǎng)的需求是一個亟待解決的重要課題。2015年前，加強并網(wǎng)型風電機組的基礎性研究，優(yōu)化風電機組特別是雙饋型機組的并網(wǎng)能力改造方案，進一步提高故障穿越能力及對電網(wǎng)的無功支持能力;2015-2020年，開發(fā)和推廣新型風電機組控制系統(tǒng)和電網(wǎng)友好型風電機組。2020-2030年，電網(wǎng)友好型風電機組技術趨于成熟，并逐步得到全面普及。
　　未來中國海上風電設備技術的發(fā)展應從風電設備的可靠性、經(jīng)濟性、環(huán)境適應性、運輸?shù)谋憷砸约鞍惭b維護的便利性等更多方面綜合考慮其中，特別對風電機組抗臺風問題提出了很高的要求，為此，要重點研究海上風電機組抗臺風策略和采取的措施。
　　2關鍵零部件
　　隨著風電機組容量不斷增加，應根據(jù)風電機組研制需求，大力加強葉片技術、傳動鏈技術、控制系統(tǒng)技術和大容量變流器技術的研發(fā)和產(chǎn)品研制。在零部件供應鏈上，著力做好如下工作：
　　一是調整零部件生產(chǎn)企業(yè)的投資結構，加大對緊缺如主軸軸承、變流器等關鍵零部件的投入，逐步提升零部件的自給能力;
　　二是建立零部件生產(chǎn)與風電系統(tǒng)技術進步的銜接機制，提高零部件企業(yè)自身適應研發(fā)技術更新的能力;
　　三是加強零部件生產(chǎn)過程的質量控制，構建合格的零部件供應體系。
　　(1)風輪葉片
　　隨著風電機組尺寸的增大，葉片將越來越長。在確保葉片大型化的同時，如何優(yōu)化載荷、減輕重量、提升環(huán)境適應性、友好性和運輸便利性將成為未來10年內葉片技術發(fā)展的主要方向。
　　為此，應大力研發(fā)、應用風機葉片的監(jiān)測控制技術、新型結構、碳纖維和高模高強玻璃纖維等新型材料。隨著海上風電的發(fā)展，可以考慮采用更高葉尖線速度(至120米/秒)的葉片，開展相關的翼型設計研究和試驗驗證。
　　值得注意的是，葉片退役后對環(huán)境造成的影響可能越來越大，采用可回收利用的熱塑性葉片樹脂基體等新材料、新工藝很可能成為風電葉片技術的發(fā)展方向之一。
　　(2)齒輪箱
　　目前中國齒輪箱的結構基本采用國外技術，對功率分流方式、均載型式等關鍵技術缺乏深入研究和成熟經(jīng)驗。因此，未來10年需加強以上方面的研究，爭取在降低增速比、行星輪均載柔性軸設計和降低噪聲方面實現(xiàn)技術突破。采用軸承新結構、新材料、新工藝，以解決軸承壽命、承載能力、可靠性等問題。
　　(3)發(fā)電機
　　風電機組發(fā)電機技術的主要方向是改善并網(wǎng)性能、降低重量。風電機組發(fā)電機采用異步發(fā)電機或同步發(fā)電機。經(jīng)過逆變器并網(wǎng)變速運行的發(fā)電機，其對電網(wǎng)的支持優(yōu)于直接并網(wǎng)的異步發(fā)電機。隨著全功率變換技術的進步和成本的下降，更廣泛地應用通過全功率逆變器并網(wǎng)的發(fā)電機，例如永磁或電勵磁同步電機。
　　隨著超導材料在技術和成本方面取得突破，未來中國可能在10兆瓦及以上的風電機組發(fā)電機中應用高溫超導技術。中高壓發(fā)電機應用也是未來一個技術方向，從目前的趨勢看，3-5兆瓦風電機組將采用中壓發(fā)電機、而更高兆瓦級的風電機組將普遍采用高壓發(fā)電機。
　　(4)變流器
　　風電機組容量的增長要求變流器的功率密度不斷增加，同時各種風場環(huán)境也要求系統(tǒng)有很高的可靠性和方便的維護性，需要采用功率等級更高的半導體器件和模塊。此外，隨著直驅風電機組的大型、超大型化，需要考慮發(fā)電機和變流器的統(tǒng)一優(yōu)化設計，進一步提高電傳動系統(tǒng)的功率密度和效率。
　　(5)塔架
　　目前塔架高度普遍為60米至80米，未來大型風電機組的塔架高度將有可能繼續(xù)增長，從而增加發(fā)電量收益。塔架在進一步加高的過程中，需要重新進行更為縝密的載荷計算同時考慮其他可行的解決方案，如國外已有企業(yè)提出的混凝土下層結構與鋼制錐管狀塔架相結合的形式。
　　此外，隨著海上風電開發(fā)的進行，位于潮間帶及近海風電場的機組塔架的防腐性能將會受到更大的考驗。需針對未來海上風電建設方向和條件，完善風電塔架和基礎防腐技術方案，延長使用壽命，達到20年以上的設計要求。
　　3關鍵原材料
　　風電機組生產(chǎn)所需的原材料包括鋼、鋁、銅、混凝土、玻璃纖維、碳纖維、環(huán)氧樹脂、永磁材料等。相關研究和數(shù)據(jù)顯示，鋼材用量約占機組總重量的90%，碳纖維復合材料代表了未來葉片材料的主要發(fā)展方向，永磁材料需求將隨著直驅風電機組市場規(guī)模的的擴大而快速增加，這三類材料的供應應得到更多關注。其他如銅、鋁、玻璃纖維等材料的占比和重要性較小，不會影響風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
　　(1)鋼材
　　2009年中國新增裝機容量達1380萬千瓦，以126.67噸/兆瓦的單位用鋼量測算，當年風電產(chǎn)業(yè)鋼材用量約為175萬噸，僅占中國粗鋼產(chǎn)量的0.38%。假定中國風電機組的單位用鋼量為126.67噸/兆瓦且保持不變，粗略推算，未來中國風電機組所用鋼材需求量為：2020年239.4萬噸、2030年304萬噸、2050年627萬噸?？梢耘袛?，未來很長一段時期，中國的鋼材產(chǎn)量能夠支撐風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
　　(2)碳纖維材料
　　隨著風電機組葉片的大型化和輕質化，未來中國在風電葉片的生產(chǎn)中將更多使用碳纖維。以一臺葉片長度為50米的4兆瓦風電機組為例，若采用碳纖維增強環(huán)氧樹脂制造葉片，3片葉片重量之和接近48噸，據(jù)估算，碳纖維的用量約為4.8噸，則每兆瓦所需碳纖維為1.2噸。
　　假定2020年、2030年、2050年應用碳纖維的風電機組市場份額分別為22.16%、35.45%、61.7%，屆時中國風電葉片制造業(yè)的碳纖維需求量將分別為0.53萬噸、1.02萬噸、3.67萬噸。
　　中國碳纖維的總體水平遠落后于發(fā)達國家，不能完全滿足風電葉片技術要求和國內市場長期需求。因此，要根據(jù)各階段風電葉片技術及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，著力加大研發(fā)力度，加快碳纖維的生產(chǎn)供應能力。