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復(fù)合材料風(fēng)電葉片的發(fā)展現(xiàn)狀及若干問(wèn)題的對(duì)策

2009-01-17 來(lái)源:戴春暉 劉鈞 曾竟成 邊力平 瀏覽數(shù):9443

    目前,世界上所有風(fēng)電葉片都是采用整體模具生產(chǎn)的,這種模具尺寸、重量巨大,葉片生產(chǎn)只能在生產(chǎn)基地進(jìn)行,于是葉片的運(yùn)輸問(wèn)題便日益突出起來(lái):一方面,出于安全考慮,世界各國(guó)鐵路、公路管理部門(mén)對(duì)運(yùn)載貨物的長(zhǎng)度、高度等都是有限制的,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片和塔架長(zhǎng)度在幾十米或更長(zhǎng),機(jī)艙罩一般在三米或更高,塔架下法蘭直徑超過(guò)三米,這些都屬于超限范圍;另一方面,我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)分布非常廣泛,很多位置偏遠(yuǎn)、交通不便,建造風(fēng)電場(chǎng)時(shí)大型葉片運(yùn)輸成本非常高昂,有些地區(qū)甚至根本無(wú)法送達(dá)。可以說(shuō),長(zhǎng)途運(yùn)輸問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越成為制約風(fēng)電發(fā)展的一個(gè)瓶頸。在這方面,可以考慮采用組合模具來(lái)制造葉片,即把風(fēng)電葉片成型模具設(shè)計(jì)成可拆裝、易運(yùn)輸?shù)慕M合模具,通過(guò)普通公路或鐵路運(yùn)輸把模具、工裝、重要部件和原材料運(yùn)抵大型風(fēng)電場(chǎng)附近,快速搭建簡(jiǎn)易工房,在風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行葉片制造;還有一種思路就是采用組合葉片,即把葉片分成幾段來(lái)制造,使其尺度在公路運(yùn)輸最大許可范圍內(nèi),運(yùn)送到風(fēng)電場(chǎng)后再進(jìn)行葉片的組裝,但這種構(gòu)想能否在實(shí)踐中應(yīng)用還有待實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,目前尚未有這方面的報(bào)道。
3.5退役葉片的處理問(wèn)題
    風(fēng)力發(fā)電是可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)之一,但目前使用的復(fù)合材料葉片則屬于不可回收材料,這已成為復(fù)合材料葉片最大的隱憂。采用熱固性樹(shù)脂生產(chǎn)的復(fù)合材料葉片,目前的工藝水平難以對(duì)其回收再利用,一般的處理僅僅是在露天堆放,隨著風(fēng)電葉片的尺寸越來(lái)越大,數(shù)量激增,這些葉片退役后給環(huán)境造成的影響不可忽視,這與我們目前倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展的宗旨也是相違背的。
    針對(duì)這一問(wèn)題,目前的發(fā)展趨勢(shì):是對(duì)葉片的增強(qiáng)材料進(jìn)行改進(jìn),如采用生物質(zhì)材料,即采用木材與樹(shù)脂復(fù)合,通過(guò)積層制作葉片。有文獻(xiàn)稱(chēng),目前的分級(jí)竹篾層積材料比模量已超過(guò)玻纖增強(qiáng)的復(fù)合材料,比強(qiáng)度也達(dá)到與其相同的數(shù)量級(jí)[12],但竹篾積層材料雖減少了樹(shù)脂用量,仍需要使用熱固性樹(shù)脂,只能治標(biāo)而不能治本。最徹底的解決方式還是發(fā)展可回收利用的熱塑性復(fù)合材料葉片,這方面的研究目前也取得了一定成果。愛(ài)爾蘭Gaoth Tec Teo公司、日本三菱重工、美國(guó)Cyclics公司簽署了合作協(xié)議開(kāi)發(fā)熱塑性復(fù)合材料葉片,并已采用玻璃纖維增強(qiáng)Cyclics公司的低粘度熱塑性CBT®樹(shù)脂制造出世界上首個(gè)12.6m可循環(huán)利用風(fēng)電葉片。據(jù)稱(chēng),這種葉片退役后,每套葉片回收的材料平均可達(dá)到19t,這是一個(gè)史無(wú)前例的數(shù)據(jù)。但在更大尺寸葉片的制造上,這種熱塑性樹(shù)脂目前的性能可能還不是很理想[13]。據(jù)稱(chēng),目前上述幾家公司正在研制30米以上的葉片。這種“綠色葉片”究竟能否在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)上獲得廣泛應(yīng)用還有待時(shí)間來(lái)驗(yàn)證。
3.6其他問(wèn)題

【延伸閱讀】

標(biāo)簽:

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