風能作為一(yī)種(zhǒng)綠色(sè)環保型能源是可(kě)再生(shēng)能源中具有開發潛力的能源之一(yī)。風機葉片是風力發電係統的關鍵動部件,其良好的設計、可(kě)靠的質量和優越的性能是保證機組正常穩定運行的決定因素,是風力發電機獲得較高(gāo)風能利(lì)用係(xì)數和較大經(jīng)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(jī)組的大型(xíng)化發展,如何減小葉片的密度,如何具(jù)有優異的抗疲勞強度和機械性(xìng)能(néng),成為當前(qián)風機葉片領域研究的熱點。

玻(bō)璃纖維具有可根據風機(jī)葉片的受力特點來設計強度與剛度、翼型容(róng)易成型、可達到最大的氣動效率、疲(pí)勞強度較高、抗震性好和耐腐蝕性好等優點,而且玻璃纖維價(jià)格便宜,供應量寬鬆,采用玻璃纖維作為葉片材料的成型工藝成熟。但是隨著葉片長度的增加,傳統的E-玻璃纖維在強度、剛度和質量等方麵顯現出不足(zú)。針對大(dà)型(xíng)複合材料風電葉片市場,國內外廠商從(cóng)提高強度(dù)、剛度方麵出發,研製生產了各種高性能玻璃纖維。
碳纖維複(fù)合材料(liào)葉片技術的開發與研(yán)究順應(yīng)葉片大型化和輕量化的方向發(fā)展。碳纖維(wéi)增強材料的拉伸彈性模(mó)量是玻(bō)璃纖維增強材(cái)料的2~3倍(bèi),大型葉片采用碳纖維增強可充分發揮其高彈輕質的(de)優點。碳纖維葉片的幾何輪廓可以(yǐ)設計得更薄,葉片更細長。同時葉片質量的降低和剛度的增加可(kě)以(yǐ)有效改善葉片的(de)空氣動(dòng)力學性能,減少對塔和輪軸的負載,使風機的輸(shū)出功率更平(píng)滑、更均衡,提高了能量效(xiào)率。利用碳纖維的導電性還能避免雷擊,可以有效地避免雷擊對葉片造成損傷。目前已開始根據需要將碳纖維複合(hé)材料(CFRP)應用在(zài)風機葉片的局部區域。