在風電產業的未來發展趨勢下,一些新型葉片將給產業帶來新的增長點。
如新風力機專用翼型、鈍尾緣葉片、仿生葉片、低噪葉片、智能葉片等,如適合于我國高風沙、低風速地區和適合于海上抗臺風條件下的專用翼型族。
我國北方地區特有的天氣情況例如結冰、沙塵、昆蟲尸骸堆積以及鹽蝕會導致風機葉片表面粗糙度增大,使摩擦阻力增大,最終導致機組發電功效降低,葉片疲勞壽命縮短;大尺度葉片柔性增大使葉片經常處于大攻角分離區,失速現象嚴重,降低發電功效并引發葉片疲勞振動;另外,大尺度葉片誘發噪聲問題也不容忽視,而所謂的仿生葉片,就是針對這些問題,根據自然界某些動物及植物表皮及翼翅的特有功能,通過優化流體流動狀態,優化設計葉片解決此類問題。
而鈍尾緣葉片的研究則是著眼于南方沿海臺風頻發的區域特征而進行的。未來沿海風電與海上風電的發展對葉片的抗臺風性能提出了很高的要求,為此,采用鈍尾緣葉片技術為基礎的抗臺風策略,針對鈍尾緣翼型導致葉片阻力升高的缺點,開展了一系列增升減阻以及鈍尾緣翼型造型方法的機理研究,為開發具有我國自主知識產權的大型海上風電葉片進行技術儲備。
目前,海上風電的一個技術難題還在于風電機組的抗腐蝕性。因此,未來葉片材料的研發將著重解決這個問題。除了抗腐蝕性,這些新的研究還著眼于使葉片重量減輕,經濟性提高;同時使葉片的結構變形、耐低溫、抗雷擊、耐鹽霧和防沙塵暴等。
隨著風電產業的高速發展,葉片退役后給環境造成的影響越來越大,采用可回收利用的熱塑性葉片樹脂基體等新材料、新工藝很可能成為今后風電葉片研究和制造的熱點方向之一。
此外,由于風能存在不穩定的特性,隨著風電機組在電網中所占比例越來越大,對電網的影響越來越明顯,智能電網將是應對可再生能源發電并網的有效解決手段。而智能葉片也成為未來產業發展的一個方向。
風電機組智能化對風電機組的載荷優化控制技術、仿真方法、風功率預測技術、檢測技術、故障診斷及預警系統等一系列技術均提出了較高的要求,是新一代風電技術研究的重要方向之一。
風電機組的智能化還是一項有重要經濟價值的工作。采用新的以先進傳感、傳動與控制技術為依托的載荷控制技術(即智能葉片技術)可以降低損害轉子和其他零部件的額外葉片載荷、減少葉片材料需求、減少維護和提高風機可靠性,同時,也可使傳動系統及塔架、機艙等部件的載荷及重量有一定幅度的下降,從而使風機成本大大降低。