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我國風電市場機遇和玻璃鋼風機葉片

2009-01-16 來源:趙鴻漢 趙 玨 鐘方國 瀏覽數:5525

  在葉片設計上,LM公司還在10年前推出了一種新型具有彈性撓度的葉片概念,簡稱為預彎型葉片。該葉片在葉尖部分向外彎曲,使葉片在轉動狀態下,甚至處于強風時還能與塔體保持一定距離,避免葉片撞擊塔架。預彎型葉片因其許可彎曲量變大,剛度相當,從而材料用量減少,重量減輕,而獲取更多的風能。據有關方面透露,這種預彎型葉片與標準型葉片相比,風場在2.6m/秒風速條件下即可起動。LM公司設計的這種預彎型葉片于2004年在中國申請了發明專利。另據了解,LM公司與GE公司合作的項目中對開發加長葉片增加電量進行案例分析測定。GE公司用40.3m長的葉片替換了原有1.5MW風機上的37.5m長的葉片,結果標明發電量增加7%,究其原因是其外圓掃風面積比內圓掃風面積增加了14.8%。(附效果圖)
  為降低發電成本,除葉片設計外,材料和工藝成型日新月異,通過材料和工藝的選擇達到輕量化和功能化,從而提高風能的效能。葉片制造通常經過五個步驟完成:葉梁→葉片分瓣外殼→組裝粘結→固化加熱硬化→離模后裝修磨光處理。從1992~1999年,歐洲風電單機平均功率為200~700kw,葉片長度從12m~22m。2000年開始,單機功率增至900kw,葉片長度達25m。這兩年單機功率由1~2.0MW以上發展,葉片長度達到40m,當前研發正朝著3-5MW,葉片長度向50~60m邁進。


制造葉片的材料工藝對其成本具有決定性,因此,材料的選擇,制作工藝的優化十分重要,通常材料根據葉片長度不同而選用不同的復合材料,目前最普通采用的是GF/UP、GF/VE、GF/EP。隨著發電機功率的增大,葉片長度不斷加長,因此必須使用先進的材料來減輕重量,以達到輕質高強和高剛性。
  E玻璃纖維:E玻纖為目前葉片主流增強材料,與許多樹脂、成型工藝匹配性較佳,目前開發的許多編織形式,如單軸向、雙軸向、三軸向、四軸向甚至三維立體結構等,以滿足不同的需要,使靈活的結構設計得到更好的體現。但是,E玻璃纖維的密度比較大,因此,超大型葉片上較難適合。
  S玻璃纖維:S玻璃纖維模量能達到 85.5Gpa,比E玻璃纖維高18%,且強度高出33%,從技術角度而言,人們對于應用高強度高斷裂應變的S玻璃纖維在風力機葉片上比較感興趣,但價格很高,因此未能成為葉片主導增強材料。一些生產商看到了S玻璃纖維在風能市場的潛力,美國AGY公司決定加強S-2玻纖的生產規劃和投資。[-page-]
   PVC輕質夾芯和導流技術:PVC輕質夾芯概念應用于結構,據瑞典DIAB公司資料報導可用于60米長的風機葉片芯件。采用這種芯材及導流技術,可減少50%的周期時間,降低30%的勞動力成本。與敞開放型技術相比,夾芯導流技術減少90%的苯乙烯散發,并使整個葉片達到輕質高強。DIAB公司在中國昆山廠推出的PVC輪廓板根據產品“量體裁衣”直接用到了葉片制作上,省時省料,降低成本。

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閱讀上文 >> 風力發電機組風輪葉片材料的使用方向
閱讀下文 >> 國外兆瓦級風機葉片制造技術動向

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