復(fù)合材料風(fēng)電葉片的發(fā)展現(xiàn)狀及若干問(wèn)題的對(duì)策

    目前，世界上所有風(fēng)電葉片都是采用整體模具生產(chǎn)的，這種模具尺寸、重量巨大，葉片生產(chǎn)只能在生產(chǎn)基地進(jìn)行，于是葉片的運(yùn)輸問(wèn)題便日益突出起來(lái)：一方面，出于安全考慮，世界各國(guó)鐵路、公路管理部門對(duì)運(yùn)載貨物的長(zhǎng)度、高度等都是有限制的，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片和塔架長(zhǎng)度在幾十米或更長(zhǎng)，機(jī)艙罩一般在三米或更高，塔架下法蘭直徑超過(guò)三米，這些都屬于超限范圍；另一方面，我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)分布非常廣泛，很多位置偏遠(yuǎn)、交通不便，建造風(fēng)電場(chǎng)時(shí)大型葉片運(yùn)輸成本非常高昂，有些地區(qū)甚至根本無(wú)法送達(dá)。可以說(shuō)，長(zhǎng)途運(yùn)輸問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越成為制約風(fēng)電發(fā)展的一個(gè)瓶頸。在這方面，可以考慮采用組合模具來(lái)制造葉片，即把風(fēng)電葉片成型模具設(shè)計(jì)成可拆裝、易運(yùn)輸?shù)慕M合模具，通過(guò)普通公路或鐵路運(yùn)輸把模具、工裝、重要部件和原材料運(yùn)抵大型風(fēng)電場(chǎng)附近，快速搭建簡(jiǎn)易工房，在風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行葉片制造；還有一種思路就是采用組合葉片，即把葉片分成幾段來(lái)制造，使其尺度在公路運(yùn)輸最大許可范圍內(nèi)，運(yùn)送到風(fēng)電場(chǎng)后再進(jìn)行葉片的組裝，但這種構(gòu)想能否在實(shí)踐中應(yīng)用還有待實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，目前尚未有這方面的報(bào)道。
3.5退役葉片的處理問(wèn)題
    風(fēng)力發(fā)電是可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)之一，但目前使用的復(fù)合材料葉片則屬于不可回收材料，這已成為復(fù)合材料葉片最大的隱憂。采用熱固性樹(shù)脂生產(chǎn)的復(fù)合材料葉片，目前的工藝水平難以對(duì)其回收再利用，一般的處理僅僅是在露天堆放，隨著風(fēng)電葉片的尺寸越來(lái)越大，數(shù)量激增，這些葉片退役后給環(huán)境造成的影響不可忽視，這與我們目前倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展的宗旨也是相違背的。
    針對(duì)這一問(wèn)題，目前的發(fā)展趨勢(shì)：是對(duì)葉片的增強(qiáng)材料進(jìn)行改進(jìn)，如采用生物質(zhì)材料，即采用木材與樹(shù)脂復(fù)合，通過(guò)積層制作葉片。有文獻(xiàn)稱，目前的分級(jí)竹篾層積材料比模量已超過(guò)玻纖增強(qiáng)的復(fù)合材料，比強(qiáng)度也達(dá)到與其相同的數(shù)量級(jí)^[12]，但竹篾積層材料雖減少了樹(shù)脂用量，仍需要使用熱固性樹(shù)脂，只能治標(biāo)而不能治本。最徹底的解決方式還是發(fā)展可回收利用的熱塑性復(fù)合材料葉片，這方面的研究目前也取得了一定成果。愛(ài)爾蘭Gaoth Tec Teo公司、日本三菱重工、美國(guó)Cyclics公司簽署了合作協(xié)議開(kāi)發(fā)熱塑性復(fù)合材料葉片，并已采用玻璃纖維增強(qiáng)Cyclics公司的低粘度熱塑性CBT^®樹(shù)脂制造出世界上首個(gè)12.6m可循環(huán)利用風(fēng)電葉片。據(jù)稱，這種葉片退役后，每套葉片回收的材料平均可達(dá)到19t，這是一個(gè)史無(wú)前例的數(shù)據(jù)。但在更大尺寸葉片的制造上，這種熱塑性樹(shù)脂目前的性能可能還不是很理想^[13]。據(jù)稱，目前上述幾家公司正在研制30米以上的葉片。這種“綠色葉片”究竟能否在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)上獲得廣泛應(yīng)用還有待時(shí)間來(lái)驗(yàn)證。
3.6其他問(wèn)題