復合材料在風機葉片上的應用與展望

    摘 要：本文綜述了風力發電的發展現狀以及復合材料在風機葉片上的應用，介紹了結構設計，最后展望了風機葉片的發展趨勢。
1 引 言
    能源是經濟社會發展的重要物質基礎。風，作為可再生能源，取之不盡，用之不竭，與石油、天然氣發電相比，風能不受價格的影響，石油、天然氣最終會杜竭，而風能不會。與煤相比，風能沒有污染，不僅如此，風能發電可以減排二氧化碳等有害物。據資料報導，平均每裝一臺單機容量為1MW的風能發電機，每年可以減排2000t二氧化碳，l0t二氧化硫，6t二氧化氮。因此，世界各國十分關注未來是否能有足夠的能源？如何使用能源而又不影響氣候？由于風電能源具有建設時間短，并可提供安全、清潔和經濟的電力等優點，因此風力發電在全世界發展很快。
2  風力發電的發展現狀
    隨著現代風電技術的發展與日趨成熟，風力發電機組的技術向著增大單機容量、減輕單位千瓦重量、提高轉換效率的方向發展。上世紀末，風電機組主力機型是750kW。到2002年前后，主力機型已經達到1.5MW以上。1997年兆瓦級機組占當年世界新增風電裝機容量的9.7%，而2001年和2003年分別占到52.3%和71.4%。海上風電場的建設要求單機容量更大的機組，歐洲已批量安裝3.6MW機組，5MW機組也已安裝運行。
    我國可開發利用的風能資源有10億kW，其中陸地2.5億kW，現在僅開發了不到0.2%，近海地區有7.5億kW，風能資源十分豐富。風能資源豐富的地區主要分布在“三北”（東北、西北、華北）地區及東南沿海地區。三北地區可開發利用的風力資源有2億kW，占全國陸地可開發利用風能的79％。根據風力發電中長期發展規劃，到2005年全國風電總裝機容量為100萬kW，2010年400萬kW,2015年1000萬kW，2020年2000萬kW。2020年以后石化燃料資源減少，火電成本增加，風電具備市場競爭能力，發展更快。2030年后水能資源基本開發完畢，海上風電將進入大規模開發期。我國在風力機復合材料葉片設計與制造技術方面與國外有一定的差距。為使復合材料葉片能國產化，政府有關部門很重視葉片的研發，把葉片列入攻關項目予以支持。所研發的200~750kW系列風力機復合材料葉片已形成批量生產，兆瓦級風力機正在開發中，尚不具備規模化生產能力。
3  復合材料在風機葉片上的應用