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一文看懂碳纤维在风电叶片领域应用

国际新能源网  来源:新材料在线  日期:2017-11-04
  风能是最具成本优势、环保的能源之一。2017年,风电叶片制造巨头Vestas分别与赫氏、阿克萨集团签署协议,为新一代风机叶片提供先进碳纤维复合材料。风电是碳纤维复合材料目前最具发展潜力的应用领域之一。
 
  
 
  1、碳纤维复合材料在风电领域的市场规模
 
  截止到2016年5月,全球风电装机容量已近4270亿MW,预计到2020年,风力发电量将占世界总发电量的11.81%。
 
 
 
  近年来,碳纤维及其复合材料在风电叶片领域的使用越发的广泛,风电机组的大型化和海上化都极大的地拉动对碳纤维叶片的需求,下图为2011年-2016年全球碳纤维风电叶片市场需求量。
 
  
 
  下图为2016-2020年碳纤维在风电叶片需求量的预测,从图中可以看出,在2020年,需求量将超过3万吨。
 
  
 
  当前风电机组正朝着大型化、轻量化的方向发展,下图为叶片直径的演变图,
 
  
 
  从图中可以看出,当前叶片的直径已经超过了190m,超长的叶片对材料的强度和刚度提出了更高的要求。
 
  重量的增加对叶片的影响


 
  传统的叶片制造材料主要为玻璃纤维复合材料,而当叶片长度超过一定值后,全玻璃钢叶片重量比较大,性能上也有较多不足,已经无法满足风电叶片大型化,轻量化的要求。而碳纤维复合材料比玻璃纤维复合材料具有更低的密度,更高的强度,其突破了玻璃纤维复合材料的性能极限,而且可以保证风电叶片在增加长度的同时,重量大大降低了。
 
  
 
  2、碳纤维复合材料在风电叶片中的具体应用
 
  碳纤维复合材料在风电叶片的具体应用
 
  
 
  各企业碳纤维复合材料风电叶片应用实例
 
  
 
  碳纤维风电叶片应用的性能优势分析
 
  
 
  碳纤维风电叶片应用的性能劣势分析
 
  
 
  3、国内外风电叶片主要企业
 
  VESTAS
 
  公司简介:Vestas于1945年成立于丹麦,于1979年开始制造风力发电机,是世界上最大的风电系统供应商,也是最早开始制造风机的公司之一。产品的单机容量范围从850kW到3MW 。2016年,维斯塔斯在15个国家的新增并网容量超100MW,而且首次在两个国家的新增并网容量超过1GW,以15.5%的全球市场份额卫冕整机商排名第一。
 
  风电叶片产品系列:2MW系列、4MW系列风电叶片等。
 
  LM WIND POWER
 
  公司简介:艾尔姆风能叶片制品有限公司是是全球最大的风机叶片企业,也是全球唯一将叶片设计和生产进行整合的公司。总部设在荷兰,现在丹麦、西班牙、美国、加拿大,印度和中国建有13处风电叶片制造工厂,2016年生产的风电叶片数量为10474,截止到2016你那底,全球员工总数已经超过8178人,目前,全世界正在运转的风机中约1/5是艾尔姆公司的产品。
 
  风电叶片产品系列:1.5-2.0MW、2.5-3.3MW、5-6MW。
 
  TPI Composites
 
  公司简介:始建于 1968年,总部位于美国亚利桑那州斯高茨德尔市,是全球一流的大型复合材料结构件的开发商和制造商,是全球领先的风电叶片独立制造商。产品广泛应用于风能、民用交通和军事车辆等领域,在美国罗德岛州、爱荷华州以及中国、墨西哥、土耳其设立多家制造工厂。为GE能源的战略供应商,为其全球合作伙伴长期生产风能发电复合材料叶片。
 
  风电叶片产品系列:产品系列:1.5W、2MW、2.5MW、2.75MW
 
  中复连众
 
  公司简介:中复连众复合材料集团有限公司始建于1989年。是集复合材料产品开发、设计、生产、服务于一体,以风力发电机叶片、玻璃钢管道、贮罐和高压气瓶、高压管道为主打产品的高新技术企业。总部位于江苏省连云港市,在德国图林根州、在国内辽宁、内蒙古、甘肃、新疆等地设有分子公司。兆瓦级风机叶片规模位列全球前三、亚洲第一,产品批量出口阿根廷、英国、日本等国家和地区。
 
  风电叶片产品系列:1.25MW、 1.5MW、2.0MW、2.5MW、3.0MW、3.6MW、5.0MW、6.0MW。
 
  中材科技
 
  公司简介:中材科技风电叶片股份有限公司是专业从事风电叶片及其模具的研究、设计、制造、销售及技术服务的高新技术企业,是国内最早形成风电叶片产业化的公司之一,也是国内知名、北京地区惟一的风电叶片制造商。具备年产3600套兆瓦级风电叶片的生产能力,规模化、专业化水平在国内位居行业前列,在行业内树立了“Sinoma中材叶片”品牌。
 
  风电叶片产品系列:1.0MW、1.5MW、1.6MW、1.8MW、2.0MW、2.1MW、2.5MW、3.0MW、3.6MW、6.0-7.0MW。
 
  时代新材料
 
  公司简介:株洲时代新材料科技股份有限公司是中国中车旗下的新材料产业平台,始建于1984年,主要从事减振降噪、轻量化等高分子材料的研究开发及工程化应用,产品主要应用于轨道交通、汽车、新能源和特种装备等领域。公司生产基地遍布全球,在五大洲、七个国家建有海外研发和制造基地。
 
  风电叶片产品系列:1.5MW、2.5MW。
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