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碳纤维复合材料风力发电叶片的趋势
作者:苏州挪恩发布时间:2022-03-18浏览量: 737

风能作为一种绿色环保型能源是可再生能源中具有开发潜力的能源之一。风机叶片是风力发电系统的关键动部件,其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素,是风力发电机获得较高风能利用系数和较大经济效益的基础。叶片要在恶劣环境下长周期运行,随着风电机组的大型化发展,如何减小叶片的密度,如何具有优异的抗疲劳强度和机械性能,成为当前风机叶片领域研究的热点。



玻璃纤维具有可根据风机叶片的受力特点来设计强度与刚度、翼型容易成型、可达到最大的气动效率、疲劳强度较高、抗震性好和耐腐蚀性好等优点,而且玻璃纤维价格便宜,供应量宽松,采用玻璃纤维作为叶片材料的成型工艺成熟。但是随着叶片长度的增加,传统的E-玻璃纤维在强度、刚度和质量等方面显现出不足。针对大型复合材料风电叶片市场,国内外厂商从提高强度、刚度方面出发,研制生产了各种高性能玻璃纤维。


碳纤维复合材料叶片技术的开发与研究顺应叶片大型化和轻量化的方向发展。碳纤维增强材料的拉伸弹性模量是玻璃纤维增强材料的2~3倍,大型叶片采用碳纤维增强可充分发挥其高弹轻质的优点。碳纤维叶片的几何轮廓可以设计得更薄,叶片更细长。同时叶片质量的降低和刚度的增加可以有效改善叶片的空气动力学性能,减少对塔和轮轴的负载,使风机的输出功率更平滑、更均衡,提高了能量效率。利用碳纤维的导电性还能避免雷击,可以有效地避免雷击对叶片造成损伤。目前已开始根据需要将碳纤维复合材料(CFRP)应用在风机叶片的局部区域。