風(fēng)電機(jī)葉片材料的技術(shù)發(fā)展路線

    玻璃鋼葉片
    所謂玻璃鋼(glass fiber reinforced plastic，簡(jiǎn)稱GFRP)就是環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和樹(shù)脂等塑料滲入長(zhǎng)度不同的玻璃纖維或碳纖維而做成的增強(qiáng)塑料。增強(qiáng)塑料強(qiáng)度高、重量輕、耐老化，表面可再纏玻璃纖維及涂環(huán)氧樹(shù)脂，其它部分填充泡沫塑料。玻璃纖維的質(zhì)量還可以通過(guò)表面改性、上漿和涂覆加以改進(jìn)。LM玻璃纖維公司現(xiàn)致力于開(kāi)發(fā)長(zhǎng)達(dá)54m的全玻纖葉片，其單位kWh成本較低。
    玻璃鋼復(fù)合葉片
    上世紀(jì)末，世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的大、中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)品的葉片，基本上采用型鋼縱梁、夾層玻璃鋼肋梁及葉根與輪轂連接用金屬結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料做葉片。風(fēng)力發(fā)電轉(zhuǎn)子葉片用的材料根據(jù)葉片長(zhǎng)度不同而選用不同的復(fù)合材料，目前最普遍采用的是玻璃纖維增強(qiáng)聚酯樹(shù)脂、玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂和碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂。美國(guó)的研究表明，采用射電頻率等離子體沉積去涂覆E-玻纖，其耐拉伸疲勞就可以達(dá)到碳纖維的水平，而且經(jīng)這種處理后可以降低能實(shí)際上導(dǎo)致?lián)p害的纖維間微振磨損。LM玻璃纖維公司進(jìn)一步開(kāi)發(fā)以玻璃鋼為主，在橫梁和葉片端部只少量選用碳纖維的61m大型葉片，以發(fā)展5MW的風(fēng)力機(jī)。
    碳纖維復(fù)合葉片
    隨著發(fā)電單機(jī)功率的增大，要求葉片長(zhǎng)度不斷增加，其在風(fēng)力發(fā)電上的應(yīng)用也將會(huì)不斷擴(kuò)大。對(duì)葉片來(lái)講，剛度也是一個(gè)十分重要的指標(biāo)。研究表明，碳纖維(carbon fiber，簡(jiǎn)稱CF)復(fù)合材料葉片剛度是玻璃鋼復(fù)合葉片的兩至三倍。雖然碳纖維復(fù)合材料的性能大大優(yōu)于玻璃纖維復(fù)合材料，但價(jià)格昂貴，影響了它在風(fēng)力發(fā)電上的大范圍應(yīng)用。因此，全球各大復(fù)合材料公司正在從原材料、工藝技術(shù)、質(zhì)量控制等各方面深入研究，以求降低成本。
    昨天，我們用的是木制或金屬材料；今天，我們用的是玻璃鋼；明天，我們用的是碳纖維；那么明天的明天，我們用的會(huì)不會(huì)是納米材料？