復(fù)合材料風(fēng)機(jī)葉片發(fā)展現(xiàn)狀及成型工藝進(jìn)展

　　摘要：簡(jiǎn)述了我國復(fù)合材料風(fēng)電葉片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況，針對(duì)葉片生產(chǎn)的材料體系及成型工藝進(jìn)行了較為詳細(xì)的論述，并指出我國的產(chǎn)業(yè)政策將有利于風(fēng)電葉片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
1  引 言
　　 隨著世界能源危機(jī)的日益嚴(yán)重以及公眾對(duì)于生態(tài)環(huán)境要求的呼聲日益高漲，發(fā)展可再生能源成為當(dāng)前21世紀(jì)世界一個(gè)共同的趨勢(shì)。目前，全球約有50個(gè)國家頌布了支持可再生能源發(fā)展的相關(guān)法規(guī)，而風(fēng)能作為可再生能源的重要組成部分， 自然受到世界各國政府的重視。各國正加快對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的研究步伐，不斷推出新的技術(shù)裝備和成型工藝。風(fēng)力產(chǎn)業(yè)正逐步發(fā)展成為初具規(guī)模的新興產(chǎn)業(yè)。
　　根據(jù)我國“十一五”能源規(guī)劃，風(fēng)機(jī)發(fā)電將作為可再生能源重點(diǎn)支持發(fā)展的對(duì)象。我國可開發(fā)利用的風(fēng)能資源有10億kW。其中陸地2.5億kW，現(xiàn)在僅開發(fā)了不到0.2%；近海地區(qū)有7.5億kW，風(fēng)能資源十分豐富。風(fēng)能資源豐富的地區(qū)主要分布在“三北”(東北、西北、華北)地區(qū)及東南沿海地區(qū)。三北地區(qū)可開發(fā)利用的風(fēng)力資源有2億kW，占全國陸地可開發(fā)利用風(fēng)能的79%。根據(jù)風(fēng)力發(fā)電中長期發(fā)展規(guī)劃，到2005年全國風(fēng)電總裝機(jī)容量為100萬kW，2010年400萬kW，2015年1000萬kW，2020年2000萬kW。這一規(guī)劃將極大的促進(jìn)我國風(fēng)力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
　　 葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有效捕獲風(fēng)能的關(guān)鍵部件。在發(fā)電機(jī)功率確定的條件下，如何提高發(fā)電效率，以獲得更大的風(fēng)能，一直是風(fēng)力發(fā)電追求的目標(biāo)，以獲得更大的風(fēng)能，一直是風(fēng)力發(fā)電追求的目標(biāo)，而捕風(fēng)能力的提高與葉片的形狀、長度和面積有著密切的關(guān)系，葉片尺寸的大小和強(qiáng)度則主要依賴于制造葉片的材料和理想的成型工藝。葉片的材料越輕、強(qiáng)度和剛度越高，葉片抵御載荷的能力就越強(qiáng)，葉片就可以做得越大，它的捕風(fēng)能力也就越強(qiáng)。
　　目前世界上絕大多數(shù)葉片采用玻璃鋼/復(fù)合材料制造，主要考慮玻璃鋼/復(fù)合材料有一些優(yōu)點(diǎn)是其它材料所不具備的。①它可根據(jù)風(fēng)力機(jī)葉片的受力特點(diǎn)設(shè)計(jì)強(qiáng)度與剛度，利用纖維受力為主的理論，可把主要纖維安排在葉片的縱向，減少材料用量，減輕葉片的重量；②容易成型。葉片具有復(fù)雜的氣動(dòng)外形， 如用金屬制造相當(dāng)困難，而用復(fù)合材料制造則容易得多，模具制成后，可以進(jìn)行批量生產(chǎn)；③優(yōu)良的力學(xué)性能。葉片使用壽命約20年，要求葉片具有良好的疲勞強(qiáng)度。玻璃鋼的疲勞強(qiáng)度較高，缺口敏感性低，具有良好的疲勞性能。此外，玻璃鋼內(nèi)阻尼大，抗震性能較好；④耐腐蝕性好。風(fēng)力機(jī)安裝在外，近年來又大力發(fā)展離岸風(fēng)電場(chǎng)，風(fēng)力機(jī)安裝在海上，風(fēng)力機(jī)組及葉片要受到各種氣候環(huán)境的影響，要具有耐酸、堿、水汽的性能。