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碳纤维复合材料在风电叶片中的应用

国际新能源网  来源:电缆网  日期:2018-12-17
关键词: 碳纤维 风电 叶片

风电发展的100多年时间内,叶片材料先后出现了木材、布、铝合金等。但在发展过程中人们发现具有高比强度、可设计性强的复合材料成为商业级叶片的主体制造材料,而风电领域也成为复合材料最重要的应用领域之一。风电机叶片是一个复合材料制成的薄壳结构,一般由叶片大梁、腹板、外蒙皮组成,复合材料在整个风电叶片中的重量一般占到90 %以上。复合材料叶片最初采用的是廉价的玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂体系,直到今天这仍是大部分叶片采用的材料。但随着风机的功率的增加,叶片长度的不断增大,自身重量也不断增加,在很多场合已不能满足要求。在这种情况下,具备高强高模、低密度的碳纤维复合材料,成为了人们的重点考虑的对象。

碳纤维复合材料在叶片中应用的研究已经开展了很多,人们在很多部位应用到碳纤维技术。

但碳纤维复合材料应用最多的部位还是在叶片的大梁。叶片的大梁相当于人的脊梁骨,长长的叶片就是靠大梁支撑起来!

目前已经有很多家厂商把碳纤维复合材料应用于风电叶片中。

吉林重通制备的长83.6米的风机叶片,并于2018年2月推出,该款叶片采取了灌注工艺制备的碳纤维的大梁,该叶片重量25.2吨,减轻了接近11吨的重量。

据该公司介绍用传统方法生产类似叶片重量大概是36吨,采取了碳纤维大梁的设计,具有高强度、高刚度和耐疲劳特点,较传统材料玻璃纤维相比,实现了单支叶片降重11吨,重量仅25.2吨,降重比达30%多,主要设备成本也降低了200多万元。

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