風電機葉片材料的技術發展路線

    據國際咨詢公司UtiliPoint總裁Bob Bellemare稱：對于風力發電機而言，碳纖維是即將來臨的潮流。一般較小型的葉片(如22m長)選用量大價廉的E-玻纖增強塑料，樹脂基體以不飽和聚酯為主，也可選用乙烯酯或環氧樹脂，而較大型的葉片(如42m以上)一般采用CFRP或CF與GF的混雜復合材料，樹脂基體以環氧為主。GE風能的葉片工程的全球經理Ramesh Gopalakrishnan說，設計師們在尋找輕質高強度材料的過程中，選擇了碳纖維應用于葉片設計中。因此，玻璃纖維和碳纖維是目前葉片制造中最為重要的兩種材料。　
    葉片是風力發電機中最基礎和最關鍵的部件，其良好的設計、可靠的質量和優越的性能是保證機組正常穩定運行的決定因素。惡劣的環境和長期不停地運轉，對葉片的要求有：比重輕且具有最佳的疲勞強度和機械性能，能經受暴風等極端惡劣條件和隨機負荷的考驗；葉片的彈性、旋轉時的慣性及其振動頻率特性曲線都正常，傳遞給整個發電系統的負荷穩定性好；耐腐蝕、紫外線照射和雷擊的性能好；發電成本較低，維護費用最低。
    為滿足上述要求，提高機組的經濟性，葉片的尺寸增大可以改善風力發電的經濟性，降低成本。葉片長度從1980年的4.5m發展到今天的61.5m，容量從當初的55kW發展到今天的5MW。1970年的風力機葉片主要有鋼材、鋁材或木材制成，今天選擇的材料以E-玻纖增強塑料(GFRP)居多，目前已開始采用碳纖維復合材料(CFRP)，葉片材料的開發順應了葉片大型化和輕量化的方向發展。
    木制葉片及布蒙皮葉片
    近代的微、小型風力發電機也有采用木制葉片的，但木制葉片不易做成扭曲型。大、中型風力發電機很少用木制葉片，采用木制葉片的也是用強度很好的整體木方做葉片縱梁來承擔葉片在工作時所必須承擔的力和彎矩。
    鋼梁玻璃纖維蒙皮葉片
    葉片在近代采用鋼管或D型型鋼做縱梁，鋼板做肋梁，內填泡沫塑料外覆玻璃鋼蒙皮的結構形式，一般在大型風力發電機上使用。葉片縱梁的鋼管及D型型鋼從葉根至葉尖的截面應逐漸變小，以滿足扭曲葉片的要求并減輕葉片重量，即做成等強度梁。
    鋁合金等弦長擠壓成型葉片
    用鋁合金擠壓成型的等弦長葉片易于制造，可連續生產，又可按設計要求的扭曲進行扭曲加工，葉根與輪轂連接的軸及法蘭可通過焊接或螺栓連接來實現。鋁合金葉片重量輕、易于加工，但不能做到從葉根至葉尖漸縮的葉片，因為目前世界各國尚未解決這種擠壓工藝。