風電應用(三)葉片設計8
(2)葉片材料的進展
風機機組正朝著大型化發展,葉片長度越來越長,捕獲的風能越來越多。風場經營者和能源公司都看好大葉片,因此Enercon公司的6MW機組應運而生,GE公司的7MW機組研發緊鑼密鼓,而英國正在研制lOMW的巨型風力機。如此大功率風機配套的葉片將是超規模的。目前普遍采用的玻纖增強聚脂樹脂、玻纖增強環氧樹脂將無法滿足要求。所以必須開發更為先進的材料,具備輕質、高強以及剛性好的性能。
碳纖維的使用已成必然,但一般以碳/?;祀s的形式出現。3TEX開發了一種三維混雜結構,如圖6所示。這種結構具備高強度、高剛度特性,同時該結構能使樹脂灌注速度加快,縮短工作時間。且這種結構較厚,減少了鋪層層數,節約勞動力,降低了生產成本。實際結果表明,使用這種混雜纖維形式比全玻璃鋼葉片減輕質量約為10%左右。
風機機組正朝著大型化發展,葉片長度越來越長,捕獲的風能越來越多。風場經營者和能源公司都看好大葉片,因此Enercon公司的6MW機組應運而生,GE公司的7MW機組研發緊鑼密鼓,而英國正在研制lOMW的巨型風力機。如此大功率風機配套的葉片將是超規模的。目前普遍采用的玻纖增強聚脂樹脂、玻纖增強環氧樹脂將無法滿足要求。所以必須開發更為先進的材料,具備輕質、高強以及剛性好的性能。
碳纖維的使用已成必然,但一般以碳/?;祀s的形式出現。3TEX開發了一種三維混雜結構,如圖6所示。這種結構具備高強度、高剛度特性,同時該結構能使樹脂灌注速度加快,縮短工作時間。且這種結構較厚,減少了鋪層層數,節約勞動力,降低了生產成本。實際結果表明,使用這種混雜纖維形式比全玻璃鋼葉片減輕質量約為10%左右。

在未來的十幾年里,有大量的葉片將會退役,退役后葉片的處理將是我們所面臨的一個非常棘手的問題。目前使用的復合材料葉片屬于熱固性復合材料,很難自然降解。廢棄物處理一般采用填埋或者燃燒等方法處理,基木上不再重新利用,易對環境造成影響,為此,人們開始積極研究開發“綠色葉片”-熱塑性復合材料葉片。愛爾蘭Gaoth風能公司與日木三菱重工及美國Cyclics公司正在探討如何共同研制低成本熱塑性復合材料葉片。與環氧樹脂/玻璃纖維復合材料大型葉片相比較,若采用熱塑性復合材料葉片,每臺大型風力發電機所用的葉片重量可降低10%,抗沖擊性能大幅度提高,制造成本至少降低1/4,制造周期至少降低1/3,而且可完全回收和再利用。安全快捷地制造“綠色”的復合材料葉片正期待著復合材料葉片制造商去實現,Gaoth公司及其合作伙伴就是實現這一目標的先驅。










































