文档介绍：刍议风力发电机叶片新材料—碳纤维
刍议风力发电机叶片新材料—碳纤维
摘要:传统能源资源的大量使用带来了许多的环境问题和社会问题,并且其存储量大大降低,因而风能作为一种清洁可循环再生的能源,越来越受到世界各国的广泛关注。叶片是风力发电机中最基础和最关键的部件,其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素。本文主要分析了碳纤维在风力发电机叶片中的应用,以求降低成本。
关键词:风力发电机;叶片;碳纤维
Abstract: The extensive use of traditional energy resources bring environmental problems and many social problems, and its storage is greatly reduced, so the wind energy as a clean and renewable energy, more and more attention all over the world. The blade is the most basic wind turbines ponents of the key, the good design, reliable quality and superior performance is to guarantee the normal and stable operation of unit determinant. This paper mainly analyzes the application of carbon fiber in the blade of the wind-driven generator, in order to reduce the cost.
Key words: wind turbine; blade; carbon fiber
中图分类号:TB857+.3
、铝合金的应用,到进入了纤维复合材料时代。纤维材料比重轻,疲劳强度和机械性能好,能够承载恶劣环境条件和随机负荷,目前最普遍采用的是玻璃纤维增强聚酯(环氧)树脂。但随着大功率发电机组的发展,叶片长度不断增加,为了防止叶尖在极端风载下碰到塔架,就要求叶片具有更高的刚度。国外专家认为,玻璃纤维复合材料的性能已经趋于极限,不能满足大型叶片的要求,因此有效的办法是采用性能更佳的碳纤维复合材料。
由于碳纤维比玻纤昂贵,采用百分之百的碳纤维制造叶片从成本上来说是不合算的。目前国外碳纤维主要是和玻纤混和使用,碳纤维只是用到一些关键的部分。碳纤维在叶片中应用的主要部位有:(1)横梁(Spar),尤其是横梁盖(Spar Caps)。(2)前后边缘,除了提高刚度和降低质量外,还起到避免雷击对叶片造成的损伤(专利 US6457943BI)。(3)叶片的表面,采用具有高强度特性的碳纤维片材(日本专利JP2003214322)。
2. 碳纤维在风机叶片中应用的优势
,减轻叶片重量。碳纤维的密度比玻璃纤维小约30%,强度大40%,尤其是模量高3至8倍。大型叶片采用碳纤维增强可充分发挥其高弹轻质的优点。荷兰戴尔弗理工大学