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风力发电领域专利信息分析 风力发电技术最早起源于德国和丹麦,随着全球能源问题日益突显,各国纷纷将风力发电作为重点扶持的新能源产业,风力发电产业得以迅速发展。本文对德温特数据库和中国专利数据库中检索得到的1985年以来风力发电领域国内、外公开的专利申请数据进行统计分析,并重点分析了中国专利申请的构成情况以及国外重点企业在我国的布局状况。本文从专利文献的视角反映风力发电领域的技术发展情况,从而为我国企业了解本领域的发展趋势和国外竞争者的技术研发动向提供参考。

/1/view-12288477.htm 1.风力发电技术发展趋势 通过对专利申请数据的统计,将1985年至今的风力发电产业划分为三个阶段 第一阶段(1985-1998年)这一时期由于国际油相对价稳定,加之风电产业自身的集中性和垄断性较高,国外风电整体产业相关技术处于平稳发展,这一时期平均每年有400余件的专利申请。国内此阶段几乎没有专利申请。

第二阶段(1999-2006年)风电产业出现一次技术发展阶段。国外1999-2003年专利申请出现明显的增长趋势,2003-2006年本次技术革新基本完成,进入一个技术发展相对平缓的平台期。国内此阶段出现一定数量的申请,且年度申请量呈一定上升趋势。

第三阶段(2007年至今)受能源危机影响,促进了世界范围内风电产业相关技术的高速发展;
同期,中国风电产业也开始大举兴起,2006年国家颁布了可再生能源法鼓励和促进我国的风电产业技术发展,在环境和政策的双重作用下,国外和国内自2007年开始专利申请量陡增。

2.国外专利申请情况分析 2.1 地域及申请人分布 国外风电技术领域申请人最为关注的地区是的日本(JP)、美国(US)、德国(DE)和欧专局(EP),其总和占国外申请总量的46,这些地区是风电产业基础较好的地区;
此外风电产业技术全球化发展趋势显现,各主要公司已开始重视本土外的技术输出和保护,向世界知识产权组织(WTO)进行国际专利申请的数量占有11的比例。

国外本领域的专利申请分布较为分散,排名前十位的申请人申请量之和占本领域申请总量的20左右,其余80的申请量分散在众多的申请人手中,本领域排名前列的专利申请人多是来自德国、美国和日本的公司,专利申请量较大的申请人为美国的通用电气、德国的ENERCON、 丹麦的维斯塔斯、日本的三菱、日本的西门子等公司。

2.2 技术分布 通过统计所采集的专利申请文献的IPC(国际专利分类法)分类构成可以看出本领域的技术分布情况。统计表明,全球风力发电专利申请在发电机整机方面研发最为集中,其次在发电机零件及发电机控制调节等方面技术研发较多。专利申请主要集中在F部,其中F03D这个大类下的专利申请最多。其中F03D03(具有基本上于风向成直角的旋转轴线的风力发动机)、F03D01(具有基本上于风向一致的旋转轴线的风力发动机)、F03D11(风力发动机的零件、部件或附件)、F03D07(风力发动机的控制或调节)、F03D09(风力发动机与受它驱动的装置的组合)等领域为本领域技术研发最为集中的领域。

3.中国专利申请情况分析 3.1 申请概况 中国本领域专利申请起步较晚,自2000年前后申请量才开始明显提升。2000年后,国外各大公司看好中国市场,在中国的专利申请量迅速提升;
同时国内企业奋起直追,专利申请以更加迅猛的速度激增,2005-2009年间,中国申请人年度申请量增长率高达60左右,个别年份超过了80。

本领域的专利申请大部分涉及设备和技术的改进,因此,中国专利申请以发明和实用新型专利为主,其中发明专利申请比例占51,略高于实用新型(47),此外,还有2的外观设计专利申请。

3.2 申请人概况 国内外的申请人技术实力差距较为悬殊,主要体现在专利申请量和发明专利比例方面。中国专利申请中,外国申请人的申请比例虽然只占申请总量的16,但申请量排名前10位的公司有5位为外国企业,分别为美国的通用电气、丹麦的维斯塔斯、日本的西门子、日本的三菱重工和德国的艾劳埃斯乌本(分列第1、2、5、6、10位),此外,西班牙的歌美飒公司在中国也有相当数量的专利申请。国内申请人排名前几位的是国电联合动力技术有限公司、华瑞风电科技有限公司、广东明阳风电产业集团有限公司、三一集团、苏州能健电气有限公司等。考察外国企业在中国的专利申请类型可以看出,其申请基本上都是发明,个别公司涉及少量的实用新型专利;
而国内企业的申请发明专利比例相对较低,发明专利申请比例最高的也仅在50左右。

3.3 技术分布 通过统计中国专利申请的IPC小组分布情况来考察中国专利申请的技术分布状况可以看出,国内专利申请的重点技术领域为F03D09(风力发动机与受它驱动的装置的组合)、F03D11(风力发动机的零件、部件或附件) F03D07(风力发动机的控制或调节)、F03D03(具有基本上于风向成直角的旋转轴线的风力发动机)、F03D01(具有基本上于风向一致的旋转轴线的风力发动机)。对比国外情况可以看出,国内对于整机结构研究较少,对风力发动机与其他装置的组合、风力发动机的零部件相对较为关注。

3.4 重点技术领域-电控技术领域分析 在风电设备中,风力发电机由风机、发电机、叶片、传动系统、控制系统、加固件等部分组成,而控制系统贯穿于每个部分,是风力发电系统的神经。控制系统的控制策略及工作状态直接影响到风力发电机的工作状态,发电量以及发电设备的安全,这一领域的技术发展水平对风电产业的重要性不言而喻,可以说电控领域是推动整个产业技术发展的关键所在。

我国电控领域专利申请中,国外的风电大公司占据相当重要的位置,来自国外申请人的申请比例达到26,远高于风电技术领域国外申请人申请中国专利的整体比例(16),说明国外申请人尤为重视电控等重点技术领域在中国的布局。其中通用公司、维斯塔斯公司、西门子公司等都是中国专利申请中主要申请人,分别位列本领域中国专利申请量的第1、2、4位。国内申请人构成以企业为主,占比64,高校也有一定程度的参与,占比10。国内主要的专利申请企业为苏州能健电气公司、华锐风电科技公司、国电联合动力公司和三一电气公司。

国内目前技术创新水平与国外还有较大差距,专利申请的技术创新性较低。电控领域外国公司的中国专利申请95以上为发明专利,而国内申请人发明专利申请比例不足50;
同时,国内申请人的专利申请稳定性也要远低于国外申请人的申请国内申请人的专利申请占总申请量的74,但被驳回的专利申请中,国内申请人申请的比例高达90多,视撤专利申请中,国内申请人申请的比例也高达80。

4.国外主要公司在中国专利技术申请情况 通过上述统计和市场情况可以看出,在风力发电行业,通用电气公司、维斯塔斯等欧美几家主要跨国公司在整个行业形成了垄断性的优势。本部分我们将分析在中国专利申请量和市场份额较大的通用电气、维斯塔斯、西门子、Enercon(以艾劳埃斯乌本个人为申请人在中国申请)等4家公司在中国的专利申请布局情况,为中国同行业的企业提供参考。

4.1 通用电气公司 2003年后,通用电气就开始在中国进行大规模的专利申请,专利申请量显著增加,是目前中国专利申请量最大的申请人。而且通用电气申请的发明专利申请比例非常高,通用电气的技术较为全面,在风力发电机的各方面技术都有涉及,其中最为关注电控系统和叶片技术,对部件、整机和检测技术也较为关注。通用电气的大部分专利都处于公开和实审阶段。

4.2 维斯塔斯公司 早在1997年,维斯塔斯就在中国进行了专利申请,但大规模申请也是自2003年之后。维斯塔斯的申请覆盖面也较全,其中最为关注的技术也是电控系统和叶片,此外对部件也较为关注。维斯塔斯的发明专利比例也相对较高,同时,还有两件外观设计专利申请。该公司授权专利比例较高,但同时也有一定数量的专利视撤或被驳回。

4.3 西门子公司 西门子在我国的专利申请也开始于1997年,但其直到2007年后才在我国有大规模的专利申请。由于申请时间较晚,西门子公司的申请大部分处于公开和实审阶段,授权专利比例较小。西门子最为关注的技术领域是部件技术,其次是电控技术。

4.4 Enercon公司 德国Enercon公司是最早在华进行专利申请布局的公司之一,其申请都是以公司创始人沃本为申请人。2001-2006年是该公司来华申请专利的一个高峰,随后每年有一定量的专利申请再继续。该公司并未在中国建厂也未将产品进行输出,是典型的“产品未到专利先行”策略的采用者,通过对自身技术的专利化保护,防止中国市场发展壮大后的技术侵权。Enercon公司专利授权比例很高,主要关注电控系统、部件、叶片及整机技术。

通过对这四家国外公司的中国专利申请综合分析比较,可以看出,这些公司都非常重视中国市场,尤其近5年来,专利申请激增,并且非常关注电控领域的技术研发与保护。他们的专利申请价值度相对国内企业要高很多,发明专利比例远高于国内平均水平,视撤和驳回比例相对较低。

5.总结与建议 从上述分析可以看出,风电技术领域发展正处高速成长期,国内外的专利申请量,专利申请人数、发明人数逐年显著上升。国外大公司,如通用电气、维斯塔斯、西门子、Enercon等技术研发实力非常强,并且近年来在我国积极进行专利布局,在风力发电的各个领域都有一定数量的申请,并对核心技术领域进行了重点布局,这些情况应引起我国同行业公司的充分关注。同时,国内一些企业也越来越重视技术研发和知识产权保护,部分企业已经具有一定的专利申请累计量。但总体来说,国内企业技术创新水平与国外还有较大差距,发明专利申请比例远低于本领域的国外大公司,同时,专利申请稳定性也要低于国外申请人的申请。

国内企业应密切关注国外同行的专利申请状况,通过搜集、分析专利信息追踪技术发展动态,为自身的技术研发提供参考同时避免侵权;
同时应加强关键技术研发,提高有效专利比例,在专利信息检索分析的基础上,全面了解和分析本领域的现有技术和已形成专利保护的技术范围,并结合自身的研发计划选择适当的专利申请策略,制定合理的专利布局,充分利用知识产权制度使自身利益获得最大的保护。