風能作(zuò)為一種綠色環保型能源是可再生能源中具有開發(fā)潛力的能(néng)源之一。風機葉片是風力(lì)發電係統的關鍵動部(bù)件,其良(liáng)好的設計、可靠的質量和優越的性能是保證機組正(zhèng)常穩定運行的決定因素,是風力發電機獲得較高風能利用係數和較大經濟效益的基礎。葉片要在惡劣環境下長周期運行,隨著風電機組的大型化發展,如何減小葉片(piàn)的密度,如何具有優異的抗疲勞強度和機械性能,成(chéng)為當前風機葉片領域研究的熱點。

玻璃(lí)纖維具有(yǒu)可根據風機葉片的受力特點來設計強度(dù)與剛度、翼型容易成型、可達(dá)到(dào)最大的氣動效率、疲勞強度較高、抗震性好和耐腐蝕性好等優點,而(ér)且玻璃纖維價格便宜,供應量寬鬆,采用玻(bō)璃纖維作為葉片材料(liào)的成型工(gōng)藝成熟。但是隨著葉片長度的增加,傳統的E-玻(bō)璃(lí)纖維(wéi)在強度、剛度和質量(liàng)等(děng)方麵顯現出不足。針對大型複合材料風(fēng)電葉片市場,國內外廠商從提(tí)高強度、剛度方麵出發(fā),研製生產了各種高性能玻璃纖維。
碳纖維複合材料葉片技(jì)術(shù)的開發與研究順應葉(yè)片大型化和輕量化的方向發展。碳纖維(wéi)增(zēng)強材料(liào)的拉伸彈性模量是玻璃纖維增強材料(liào)的2~3倍,大型葉片采用碳纖(xiān)維增強可充分發揮其高彈輕質(zhì)的優點。碳纖維(wéi)葉片的幾何輪廓可(kě)以設(shè)計得更薄,葉片更細長。同時葉片質量的(de)降低和剛度的增加(jiā)可(kě)以有(yǒu)效(xiào)改善(shàn)葉片(piàn)的(de)空(kōng)氣動力學(xué)性能,減(jiǎn)少對塔和輪軸的負載,使風(fēng)機的輸出(chū)功率更平滑、更均衡,提高了(le)能(néng)量效率。利用碳纖維的導電性還能(néng)避免雷擊,可以有效地避(bì)免雷擊對葉片造成損傷。目前已開始根據需要將(jiāng)碳纖維複合材料(CFRP)應用在風機葉(yè)片的局部區域。