风电机风叶材料是什么

了解风电机风叶材料的技术发展路线,就知道了风电机风叶的材料。据中国环氧树脂行业协会专家先容:对于风力发电机而言,碳纤维是即将来临的潮流。一般较小型的风叶(如22米长)选用量大价廉的E-玻纤增强塑料,树脂基体以不饱和聚酯为主,也可选用乙烯酯或环氧树脂,而较大型的风叶(如42米以上),一般采用CFRP或CF与GF的混杂复合材料,树脂基体以环氧为主。GE风能的风叶工程的全球经理Ramesh Gopalakrishnan说,设计师们在寻找轻质高强度材料的过程中,选择了碳纤维应用于风叶设计中。因此玻璃纤维和碳纤维,是目前风叶制造中最为重要的两种材料。风叶是风力发电机中最基础和最枢纽的部件,其良好的设计、可靠的质量和优胜的机能,是保证机组正常不乱运行的决定因素。恶劣的环境和长期不停地运转,对风叶的要求有:比重轻且具有{zj0}的疲惫强度和机械机能,能经受狂风等极端恶劣前提和随机负荷的考验;风叶的弹性、旋转时的惯性及其振动频率特性曲线都正常,传递给整个发电系统的负荷不乱性好;耐侵蚀、紫外线照射和雷击的机能好;发电本钱较低,维护用度{zd1}。 

风力发电转子风叶用的材料,根据长度不同而选用不同的复合材料,目前最普遍采用的是玻璃纤维增强聚酯树脂、玻璃纤维增强环氧树脂,和碳纤维增强环氧树脂。美国的研究表明,采用射电频率等离子体沉积去涂覆E-玻纤,其耐拉伸疲惫就可以达到碳纤维的水平,而且经这种处理后可以降低能实际上导致损害的纤维间微振磨损。 
 为知足上述要求、进步机组的经济性,风叶的尺寸增大可以改善风力发电的经济性,降低本钱。风叶长度从1980年的4.5米发展到今天的61.5米,容量从当初的0.55千兆瓦发展到今天的5千兆瓦。1970年的风力机风叶主要有钢材、铝材或木材制成,今天选择的材料以E-玻纤增强塑料(GFRP)居多,目前已开始采用碳纤维复合材料(CFRP),风叶材料的开发顺应了风叶大型化和轻量化的方向发展。据专家先容,关于木制风叶及布蒙皮风叶,近代的微、小型风力发电机也有采用木制风叶的,但木制风叶不易做成扭曲型。大、中型风力发电机很少用木制风叶,采用木制风叶的也是用强度很好的整体木方做风叶纵梁,来承担风叶在工作时所必需承担的力和弯矩。而钢梁玻璃纤维蒙皮风叶,是在近代采用钢管或D型型钢做纵梁、钢板做肋梁,内填泡沫塑料外覆玻璃钢蒙皮的结构形式,一般在大型风力发电机上使用。风叶纵梁的钢管及D型型钢从叶根至叶尖的截面应逐渐变小,以知足扭曲风叶的要求并减微风叶重量,即做成等强度梁。关于铝合金等弦长挤压成型风叶——用铝合金挤压成型的等弦长风叶易于制造,可连续出产又可按设计要求的扭曲进行扭曲加工,叶根与轮毂连接的轴及法兰可通过焊接或螺栓连接来实现。
铝合金风叶重量轻、易于加工,但不能做到从叶根至叶尖渐缩的风叶,由于目前世界各国尚未解决这种挤压工艺。玻璃钢风叶,中国环氧树脂行业协会专家进行了重点先容。所谓玻璃钢(glass fiber reinforced plastic,简称GFRP),就是环氧树脂、不饱和树脂等塑料,渗透长度不同的玻璃纤维,或碳纤维而做成的增强塑料。增强塑料强度高、重量轻、耐老化,表面可再缠玻璃纤维及涂环氧树脂,其它部门填充泡沫塑料。玻璃纤维的质量还可以通过表面改性、上浆和涂覆加以改进。LM玻璃纤维公司现致力于开发长达54米的全玻纤风叶,其单位千兆瓦本钱较低。进一步就是玻璃钢复合风叶,上世纪末世界产业发达国家的大、中型风力发电机产品的风叶,基本上采用型钢纵梁、夹层玻璃钢肋梁及叶根,与轮毂连接用金属结构的复合材料做风叶。风力发电转子风叶用的材料,根据长度不同而选用不同的复合材料,目前最普遍采用的是玻璃纤维增强聚酯树脂、玻璃纤维增强环氧树脂,和碳纤维增强环氧树脂。美国的研究表明,采用射电频率等离子体沉积去涂覆E-玻纤,其耐拉伸疲惫就可以达到碳纤维的水平,而且经这种处理后可以降低能实际上导致损害的纤维间微振磨损。
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