文档介绍：2010年第 6期玻璃钢/ 复合材料 81
大型风力涡轮转子叶片增强材料应用现状及发展趋势
滕冬华, 高克强
(中材科技风电叶片股份有限公司, 北京 102101 )
摘要: 大型风力涡轮转子叶片是风电机组系统有效捕获风能的关键部件, 基本上由各种复合材料制成, 因此结构材料的
性能是影响叶片正常稳定运转的决定性因素之一。本文简述了国内外风电产业尤其是叶片技术的变革历程和发展趋势, 概括
了各种风电叶片用高性能增强材料的性能特点和应用现状, 对存在的问题提出了一些建议, 并对风电叶片的未来发展进行了
展望。
关键词: 风力涡轮转子叶片; 增强材料; 复合材料
中图分类号: TK 83
文献标识码: A
文章编号: 1003- 0999( 2010) 06- 0081- 05
风力发电作为一项最具规模开发条件和市场发 1
风力涡轮转子叶片发展简况
展前景的新能源技术, 可有效缓解日益严峻的环境纵观全球风能技术的变革历程和发展趋势, 风
污染和能源危机问题。其中每安装 1兆瓦的风电机电叶片依然呈现出大型化、轻量化、长寿化以及低成
组, 年均可以减排 2000 吨 CO2、10 吨 SO2 和 6 吨本化的发展态势。如图 1所示, 20世纪 80年代, 主
NO 2, 因此世界各国积极开展能源革命, 大力支持及流风电机组的单机容量和风轮直径分别小于 200kW
政策激励风电
朝阳产业
的发展, 使风电产业呈现和 24m; 90年代末则逐渐扩增到 750kW 和 49m; 迈
出
白热化
和
井喷式
的强劲势头, 并直接推动了入 21世纪, 兆瓦级机组的市场占有率迅速增大,
整机市场日臻成熟和叶片、齿轮箱、轴承等配套产业 2000年占当年新增总容量的 9
7% , 2001 年达到
渐趋完善。大型转子叶片是风电机组的关键部件之 52
3% , 2003年达到 71
4%, 而 2006年则继续扩大
一, 价格占整套机组的 15% ~ 20% , 基本上都由各到 87
5% [ 2] 。目前, 陆地与海上主流风电机组分别
种纤维增强树脂基复合材料( FRP)制成, 因此不仅为 1~ 3MW 和 3~ 5MW, 风轮直径分别为 55~ 100m
气动设计和翼型结构会影响捕风能力与发电效率, 和 100 ~ 126m, 而更大单机容量的风电机组也开始
而且增强骨架材料、树脂基体、结构胶粘剂及表面保进入大规模研制试装阶段, 如德国 Enercon Gm bH 的
护性涂料等关键原材料的力学性能、抗疲劳和耐气 7MW E
126机组和英国 B ritannia计划中的 7
5MW
候等特性也将决定叶片的承载能力、运行稳定性和甚至 10MW 超大型机组。
长期使用寿命[ 1] 。
图 1
风力涡轮发电机组大型化发展趋势[ 3]
F ig. 1
D eve lopm en t tendency of larg e
sca le w ind turb ine[ 3]
收稿日期: 2010
01
27
作者简介: 滕冬华( 1984
), 男, 硕士, 主要从事风电叶片用先进复合材料的研究。
FRP /CM
2010
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