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碳纖維復(fù)合材料在風(fēng)力機葉片中的技術(shù)應(yīng)用
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| 發(fā)布時間：2009-12-16 21:45:51 來源：sxhyd.cn 瀏覽次數(shù)：5728 |
據(jù)了解,隨著發(fā)電單機功率的增大，要求葉片長度不斷增加。對葉片來講，剛度也是一個十分重要的指標(biāo)。始于上世紀(jì)末的相關(guān)研究表明，碳纖維合成材料具有出眾的抗疲勞特性，當(dāng)與樹脂材料混合時，則成為了風(fēng)力機適應(yīng)惡劣氣候條件的最佳材料之一，碳纖維復(fù)合材料葉片剛度是玻璃鋼復(fù)合葉片的兩至三倍。GE風(fēng)能的葉片工程全球經(jīng)理Ramesh Gopalakrishnan說，設(shè)計師們在尋找輕質(zhì)高強度材料時，選中了碳纖維。
雖然碳纖維復(fù)合材料的性能大大優(yōu)于玻璃纖維復(fù)合材料，但價格昂貴，是玻璃纖維的10倍，不太高的性價比影響了它在風(fēng)力發(fā)電上的大范圍應(yīng)用。因此，全球各大復(fù)合材料公司正在從原材料、工藝技術(shù)、質(zhì)量控制等各方面深入研究，以求降低成本。VESTAS的V-90型風(fēng)力機容量為3.0MW，葉片長44m，其樣品試驗采用了碳纖維制造；GAMESA在其直徑為87米、90米葉輪的葉片制造中包含了碳纖維；NEG Micon正在制造碳纖維增強環(huán)氧樹脂的40米葉片；這三家公司的碳纖維都采購自St.Louis-based Zoltek公司。德國葉片制造廠家Nordex Rotor開發(fā)了56m長的碳纖維葉片，他們認(rèn)為葉片超過一定尺寸后，碳纖維葉片的制作成本并不比玻纖的高。
LM公司在《2004全球碳纖維展望》的報告中指出：在風(fēng)力機葉片中采用碳纖維，應(yīng)注意它和玻璃纖維混合時所增加的重量；應(yīng)用于葉片設(shè)計時樣品測試的可靠性不夠高，須加大測試的覆蓋面；加工精度要求高；由于是半導(dǎo)電材料須規(guī)避雷電來襲對葉片的損傷。目前大規(guī)模安裝的2.5-3.5MW機組采用了輕質(zhì)、高性能的玻璃纖維葉片，設(shè)計可靠，市場競爭力強，下一代5-10MW風(fēng)力機的設(shè)計將更多的采用碳纖維。
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