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概述碳纤维在风力发电机叶片中的应用领域(一)
来源:星光柴油发电机组网??????编辑:星光发电机厂家??????浏览:???????时间:2019-11-14 14:39

 
风力发电机的叶片为了保证在极端风载下叶尖不碰塔架,叶片必须具有足够的刚度。减轻叶片的重量,又要满足强度与刚度要求,有效的办法是采用碳纤维增强。
 
 
国外专家认为,由于现有材料性不能很好满足大功率风力发电装置的需求,玻璃纤维复合材料性能已经趋于极限,因此,在发展更大功率风力发电装置和更长转于叶片时,采用忏能更好的碳纤维复合材料是势在必行。
 
根据国外有关资料报道,当风力机超过3MW、叶片长度超过40米时,在叶片制造时采用碳纤维已成为必要的选择。事实上,当叶片超过一定尺寸后,碳纤维叶片反而比玻纤叶片便宜,因为材料用量、劳动力、运输和安装成本等都下降了。
   
国外碳纤维用于叶片制造的厂家主要有:
   
丹麦LMGlassfiber“未来”叶片家族中61.5米长、5MW风机的叶片在梁和端部都选用了碳纤维。
   
德国叶片制造商NordexRotor企业。
   
VestasWindSystem企业在他们制造的44米长、V-903.0MW风电机中的叶片的梁采用了碳纤维。2004年12月ZoltekCompaniesInc.宣布与VestaswindSystemsAS企业订立长期战略合同,在前三年提供价值8千万到1亿美金的碳纤维用于制造风机叶片;ZoltekCompanies企业宣布对NEGMicon的碳纤维合同将从每年150吨增加一倍。同时每年分别向Vestas和Ganesa各提供1000吨,所用牌号为Panex3348K。
   
西班牙Gamesa在他们旋转直径为87米(G87)和90米(G90)2MW的风机的叶片中采用了碳纤维/环氧树脂预浸料,G90叶片长44米,质量约7吨。
   
NEGMicon在40米的叶片中采用了碳纤维。
   
德国Enercon企业在他们的大型叶片的制造中也使用了碳纤维。
   
华盛顿的Kirkland企业收到美国能源部(U.S.DepartmentofEnergy)的75万美金,作为研发资金,和TPIComposites企业合作,发展碳纤维风机叶片,以求得最大的能量获得,同时减轻风机的负载。方案通过对30-35m长叶片的设计,制造和测试以证明先进的碳纤维混编设计的商业可能性。
   
碳纤维在风叶中的应用正在逐年增加。
   
碳纤维在风叶片中应用的主要部位
   
由于碳纤维比玻纤昂贵,采用百分之百的碳纤维制造叶片从成本上来说是不合算的。目前国外碳纤维主要是和玻纤混和使用,碳纤维只是用到一些关键的部分。碳纤维在叶片中应用的主要部位有:
   
横梁(Spar),尤其是横梁盖(SparCaps)。
   
前后边缘,除了提高刚度和降低质量外,还起到避免雷击对叶片造成的损伤(专利US6457943BI),叶片的表面,采用具有高强度特性的碳纤维片材(日本专利JP2003214322)。
 

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