碳纖維在風(fēng)電葉片中的應(yīng)用

    1.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展
    風(fēng)電的價(jià)格和風(fēng)機(jī)功率成反比，風(fēng)機(jī)率越大，單位發(fā)電成本越低（表l）。隨著現(xiàn)代風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展與日趨成熟，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的技術(shù)沿著增大單機(jī)容量、減輕單位千瓦重量、提高轉(zhuǎn)換效率的方向發(fā)展。上世紀(jì)80年代早期到中期，典型的風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量僅20～60kw；從80年代末期到90年代初期，風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量從100kw增加到達(dá)500kw；到90年代中期，典型的風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量為750-1MW；到90年代末，風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到2.5MW；目前已達(dá)3.5MW以上，世界平均單機(jī)容量為1Mw，最大單機(jī)容量為5Mw。預(yù)計(jì)2010年將開發(fā)出10MW的風(fēng)電機(jī)組。

          
    葉片是風(fēng)力機(jī)的關(guān)鍵部件之一，涉及氣動、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、工藝等領(lǐng)域。葉片的長度和風(fēng)機(jī)的功率成正比，風(fēng)機(jī)功率越大，葉片越長。對于500kw-2.5MW的風(fēng)力機(jī)，葉片長13.5－39米（丹麥LM Glasfiber公司制造）；660kw-1.65MW的風(fēng)力機(jī)，葉片長23－39米（丹麥 Vestas Wind SystemsAS制造）。在兆瓦級風(fēng)電機(jī)組中，如1MW的葉片長31米，每片重約4-5t；1.5MW 主力機(jī)型風(fēng)力機(jī)葉片長34～37m，  每片重約6t；目前商業(yè)化風(fēng)力發(fā)電所用的電機(jī)容量一般為1.5—2.0MW，與之配套的復(fù)合材料葉片長度大約32—40米，重6-8t；現(xiàn)代的54m大型葉片重13t。現(xiàn)今世界上最大5MW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片長61.5米，單片葉片的重量接近18 t，旋轉(zhuǎn)直徑可達(dá)126.3米。