风电叶片的发展历程

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风电机组整机基础知识

风电机组整机基础知识

空气密度按照标准空气密度(1.225kg/m3)计算功率曲线如下。
5.风力发电机的主要种类
竖轴式
横轴式
横轴风力发电机和竖轴风力发电机根据叶片固定轴的方位, 风力发电机可以分为横轴和竖轴两类。竖轴式风电机工作时转轴 方向与风向一致,横轴式风电机转轴方向与风向成直角。 横轴式风电机通常需要不停地变向以保持与风向一致。而 竖轴式风电机则不必如此,因为它可以收集不同来向的风能。 横轴式风电机在世界上占主流位置。 逆风风力发电机和顺风风力发电机 逆风风电机是一种风轮面向来风的横轴式风电机。而对於顺 风风电机,来风是从风轮的背後吹来。大多数的风力发电机是逆 风式的。 单叶片、双叶片和三叶片风力发电机 叶片的数目由很多因素决定,其中包括空气动力效率、复杂 度、成本、噪音、美 学要求等等。大型风力发电机可由1、2或 者3片叶片构成。叶片较少的风力发 电机通常需要更高的转速以 提取风中的能量,因此噪音比较大 。而如果叶片 太多,它们之 间会相互作用而降低系统效率。目前3叶片风电机是主流。从美 学角度上看,3叶片的风电机看上去较为平衡和美观。
抗拉强度:
当钢材屈服到一定程度后,由于内部晶粒重新 排列,其抵抗变形能力又重新提高,此时变形 虽然发展很快,但却只能随着应力的提高而提 高,直至应力达最大值。此后,钢材抵抗变形 的能力明显降低,并在最薄弱处发生较大的塑 性变形,此处试件截面迅速缩小,出现颈缩现 象,直至断裂破坏。钢材受拉断裂前的最大应 力值(b点对应值)称为强度极限或抗拉强度。
齿轮箱的重量约占机舱重量的1/2。 减振元件增加在齿轮箱与主机架之间。
5.润滑冷却系统
对齿轮和轴承的保护作用: • 减小摩擦和磨损,具有更高 的承载能力,防止胶合。 • 吸收冲击和振动。 • 防止疲劳点蚀。 • 冷却、防锈、抗腐蚀。

风电及风力机叶片的市场进展

风电及风力机叶片的市场进展

24玻璃钢2010年第4期风电及风力机叶片的市场进展王强华(上海玻璃钢研究院有限公司,上海201404)1全球风电市场现状及前景目前,在世界能源市场上,风能已成为一个重要组成部分。

据全球风能协会(GWEC)2010年03月10日发布2009年世界风能报告概要,2009年全球新增风电装机容量达38.312GW ,比上年增长42%;累计装机容量已达159.213GW ,比上年增长了31.7%。

据欧洲风能协会(EWEA )统计,2009年欧洲风电场投资额为130亿欧元,新增风电装机容量比上年增长23%,达10.16GW ,累计装机容量已达到74.77GW 。

美国风能协会(A WEA )报道,2009年美国新增装机容量9922MW ,累计装机容量35.16GW ,年增长39%。

而中国在2009年成为全球最大的风电市场,新增装机容量达13.8GW ,使其总装机容量几乎增加一倍,从2008年的12GW 上升至2009年末的25.8GW ,总装机容量全球排名升至第二位。

以上各项数据说明全球对风能有巨大需求,尽管处于金融危机和经济低迷之中,全球风电发展仍然保持持续而强劲的增长。

对于未来,GWEC 预测风电市场将保持良好的发展前景和市场竞争力。

GWEC 在2008年度报告中预计2013年,全球风电产能将达到332GW ,全球新增装机总量还将增加56.3GW ,比2008年增加了两倍。

期间总装机容量年增长率平均为22.4%,市场年增长率为15.8%。

2010年9月,GWEC 预测全球风电装机容量在2010年有望增长约40GW ,使总装机容量达到200GW ;到2014年再翻一倍达到400GW 。

到2014年,风电的增长将主要来自于中国、美国和欧洲市场,同时会有更多的国家进入风电领域,特别是位于拉丁美洲、北非和撒哈拉以南非洲的国家。

2我国风电产业发展情况亚洲、欧洲和北美三个地区推动着全球风力发电量的持续增长,亚洲在2009年是全球图12010至2013年全球风电市场预测2505001000150020002500300020052006200720082009新增装机容量,万千瓦累计装机容量,万千瓦发展最快的地区,主要由我国推动。

1011第十-十一讲 叶片设计理论

1011第十-十一讲 叶片设计理论

N max

1 2
C
p
sv13
34

1 2
sv1正是风速为
v1
的风能,故
Nmax CpT
Cp =0.593说明风吹在叶片上,叶片所能获得的最
大功率为风吹过叶片扫掠面积风能的59.3%.贝茨
理论说明,理想的风能对风轮叶片做功的最高效率
是59.3%。
35
通常风力机风轮叶片接受风能的效率达不到59.3%, 一般设计时根据叶片的数量、叶片翼型、功率等 情况,取0.25~0.45。
' 1 z
2
42
因为, 可得:
a' (Z ) /
Z (a'1)
气流对叶轮的角速度

' 1 (1 a' )
2
(2)
43
三、动量理论
图9 动量理论简图
44
在叶轮上r--r+dr的环域内应用动量定理(如图 9),则风作用在该环域上的轴向推力为
26
s
v1
s1
v
s2 v2
图7 贝茨(Betz)理论计算简图
vv12
s
—叶片前的风速;
v
—风经过叶片后的速度; —风经过叶片时的面积;
ss12
—风经过叶片时的速度; —叶片前风速的面积; —风经过叶片后的面积
27
分析一个放置在移动的空气中的“理想风轮”叶 片上所有受到的力及移动空气对风轮叶片所做的 功。
22
当空气经过风轮圆盘时显然有静压降存在,以至 于空气离开风轮时其压力会小于大气压力。空气 流就会以减小的速度和静压向下游前进——这个 气流域被称为尾流。

风力发电叶片制作的流程步骤

风力发电叶片制作的流程步骤

风力发电叶片制作的流程步骤风力发电叶片制作的流程步骤摘要:风力发电作为一种可再生能源,受到越来越多的关注。

在风力发电系统中,叶片作为风能转换的关键部件,其制作过程需要经历一系列的步骤。

本文将深入探讨风力发电叶片制作的流程步骤,并分享对这一过程的观点和理解。

引言:随着全球环境问题的日益严重,人们对可再生能源的需求不断增加。

风力发电作为一种清洁、可持续的能源选择,在全球范围内迅速发展。

而风力发电叶片作为风能转换的关键组成部分,其制作的质量和效能对风力发电系统的性能至关重要。

本文将介绍风力发电叶片制作的流程步骤,并探讨其中的关键细节。

一、设计阶段:风力发电叶片的制作首先需要进行设计阶段。

在这个阶段,设计师会考虑到风力发电叶片的外形、尺寸、材料选择以及叶片的气动特性等因素。

设计师通常会借助CAD软件进行叶片的绘制和模拟,以确保叶片在不同风速下能够达到最佳性能。

此外,还需要考虑到叶片的结构强度和重量分布等因素,以确保叶片能够在恶劣天气条件下保持稳定运行。

二、模具制作:在设计阶段确定好叶片的外形和尺寸后,接下来需要制作叶片的模具。

模具通常使用玻璃纤维和环氧树脂制作,可以根据设计要求制作出精确的叶片形状。

模具的质量和准确度对最终叶片的质量和性能有着重要影响。

三、叶片制作:叶片制作是风力发电叶片制作过程中的核心步骤。

制作叶片的主要材料是玻璃纤维和环氧树脂。

首先,需要将玻璃纤维布铺设在模具上,并使用环氧树脂进行浸润和固化。

然后,根据设计要求,需要进行多层叠加以增加叶片的强度。

最后,将浸渍好的叶片放置在升温室中进行固化和后处理。

四、平衡校准与测试:完成叶片制作后,需要进行平衡校准和测试。

平衡校准主要是为了确保叶片在高速旋转时能够保持平衡,减少振动和噪音。

测试阶段包括对叶片的静态和动态性能进行评估,以确保叶片能够在不同风速下正常工作,并且满足设计要求。

五、总结和回顾:风力发电叶片制作的流程步骤包括设计阶段、模具制作、叶片制作、平衡校准和测试等。

中国风电叶片行业发展报告20131107

中国风电叶片行业发展报告20131107

2012-2013年中国风电叶片行业发展报告一、概述根据《2012年中国风电装机容量统计》(由中国可再生能源学会风能专业委员会2013年3月发布)的结果显示:2012 年,中国(不包括台湾地区)新增安装风电机组7872 台,装机容量12960MW,同比下降26.5%;累计安装风电机组53764 台,装机容量75324.2MW,同比增长20.8%。

2012 年,中国海上风电新增装机46 台,容量达到127MW,其中潮间带装机量为113MW,占海上风电新增装机总量的89%。

截至2012 年底,中国已建成的海上风电项目共计389.6MW,是除英国、丹麦以外海上风电装机最多的国家。

纵观历年新增装机和产品推出情况来看,中国已成为新增装机容量和累计装机容量均位居前列的世界风能大国。

二、中国风电叶片制造企业现状2.1 叶片制造企业的规模、生产能力和产品现状随着中国风电市场和技术的不断发展,各风电叶片制造企业的产品正逐渐同质化,国内主要叶片制造企业均有较齐全的型号产品,基本都可以满足国内风电市场的需求。

目前具备研发能力和规模生产能力的厂家主要如下:(1)中材科技风电叶片股份有限公司该公司总部位于北京。

目前拥有北京康庄、北京八达岭、甘肃酒泉、吉林白城、云南大理、江苏阜宁和内蒙锡林等七个风电叶片产业基地,具备年产3600套兆瓦级风电叶片的生产能力。

未来几年内,公司拟在风能资源丰富地区建设4-6个叶片生产工厂,进一步提升生产制造能力。

(2)中复连众复合材料集团有限公司该公司总部位于江苏省连云港市,目前在德国图林根州、国内连云港、辽宁、内蒙古、甘肃、新疆等地设有分、子公司,年产兆瓦级风电叶片3000副以上。

(3)中航惠腾风电设备股份有限公司该公司总部位于保定,拥有酒泉、秦皇岛、贵阳、天元四个全资子公司,年产兆瓦级风电叶片2500副以上。

(4)艾尔姆风能叶片制品公司(LM Windpower)总部设在荷兰,现在丹麦、波兰、西班牙、美国、印度、加拿大和中国建有生产工厂。

大型风电叶片设计制造技术发展趋势

大型风电叶片设计制造技术发展趋势

大型风电叶片设计制造技术发展趋势摘要:从总体上看,目前我国提供了全球最大的单一风电市场,国内叶片厂商在大型叶片的设计和制造技术上取得了长足进步,尤其是在低风速叶片开发和应用上走在世界前列.但在大型叶片设计与制造技术上与国外先进技术相比还有一定差距,没有先进的独特技术和产品应用.基于此,本文主要对大型风电叶片设计制造技术发展趋势进行分析探讨。

关键词:大型风电叶片;设计制造技术;发展趋势1前言能作为一种清洁的可再生能源,取之不尽,用之不竭,越来越受到世界各国的重视.随着风力发电技术的进步,为了提高风能捕获,降低度电成本,风电机组的单机容量也从最初的十几千瓦发展到现在的兆瓦级,甚至向十兆瓦级、几十兆瓦级迈进.叶片作为风电机组转换风能的关键部件,其设计与制造技术的发展对于整个机组的性能和可靠性至关重要.2大型风电叶片产业现状据全球风能协会统计(GWEC),2015年全球新增装机容量首次超过60GW,2000–2015年16年间累计装机容量达到432.9GW.亚洲装机量继续引领全球市场,欧洲和北美紧随其后,其中,中国自2009年以来,一直保持全球最大市场地位.2015年的新增装机量和至2015年底的累积装机量均居全球首位.基于气候变化要求,风电价格下降以及美国市场稳定的预期,GWEC预测在未来五年内,亚洲市场仍将保持在50%以上,欧洲市场稳步增加,北美市场将出现强劲增长,到2020年,全球累计装机容量将达到792.1GW.可以看出,风电叶片的市场仍然具有巨大发展潜力.随着全球风电市场转向低风速和海上风场的风能开发,叶片不断增长.目前为止,已经生产的全球最长风电叶片长88.4m,由丹麦LM公司和Adwen公司共同开发,配套8MW的海上风电机组.此外,达到80m及以上长度的风电叶片包括丹麦SSPtechnology生产的83.5m叶片、德国EUROS设计开发的81.6m叶片以及Vestas设计制造的80m叶片,它们将分别用于韩国三星的7MW海上风电机组、日本三菱的7MW海上风电机组和Vestas的8MW海上风电机组.而更长的叶片已处于设计阶段.在气动性能方面,目前公开报道的商用风机的最大功率系数超过0.5,由德国Enercon公司设计研发,通过综合优化叶尖、叶根过渡段以及机舱几何外型得到.在重量方面,英国Bladedynamics公司采用模块化的叶片设计和制造技术,生产了一支世界上最轻的49m叶片,并已通过GL认证,该技术将被用于100m长的风电叶片开发,目前该公司已被美国GE风电收购.3大型风电叶片制造技术发展趋势叶片的制造技术主要依据叶片的材料体系和三维几何结构发展.目前为止,针对复合材料叶片的成型工艺主要有手糊工艺、模压成型、预浸料铺放工艺、拉挤工艺、纤维缠绕、树脂传递模塑(RTM)、真空灌注成型工艺.这些工艺各有优缺点,可以根据叶片的材料体系、几何结构、几何尺寸以及铺层功能进行综合运用,以达到最佳效果.手糊工艺是生产复合材料风电叶片的一种传统工艺.因为它不必受加热及压力影响,成本较低.可用于低成本制造大型、形状复杂制品.其主要缺点是生产效率低、产品质量波动大、废品率较高.手糊工艺往往还会伴有大量有害物质和溶剂的释放,有一定的环境污染.目前主要用于叶片合模后的前尾缘湿法处理;模压成型工艺的优点在于纤维含量高、孔隙率低、生产周期短、精确的尺寸公差及良好的表面形状.适用于生产简单的复合材料制品.其缺点是模具投入成本高,不适合具有复杂几何形状的叶片.目前大型叶片基本不采用此工艺;预浸料铺放工艺的主要优势是在生产过程中纤维增强材料排列完好,可以制造低纤维缺陷以及性能优异的部件.它是生产复杂形状结构件的理想工艺,碳纤维预浸料广泛应用于航空业中.其主要缺陷是成本高.此外,预浸料需要手工方式铺放,生产效率低;拉挤工艺具有纤维含量高,质量稳定,易于自动化,适合大批量生产的优点.适用于生产具有相同断面形状,连续成型制品的生产中.但由于大型叶片的三维几何弯扭结构,该工艺很少使用.纤维缠绕工艺能够控制纤维张力、生产速度及缠绕角度等变量,制造不同尺寸及厚度的部件.但应用于叶片生产中的一个缺陷是在叶片纵向不能进行缠绕,长度方向纤维的缺乏使叶片在高拉伸和弯曲载荷下容易产生问题.另外,纤维缠绕产生的粗糙外表面可能会影响叶片的空气动力学性能,必须进行表面处理.最后,芯模及计算机控制成本很大;树脂传递模塑(RTM)属于半机械化的复合材料成型工艺,对工人的技术和环境的要求远远低于手糊工艺并可有效地控制产品质量.RTM缺点是模具设备非常昂贵,很难预测模具内树脂流动状况,容易产生缺陷.RTM工艺采用闭模成型工艺,特别适宜一次成型整体的风力发电机叶片(纤维、夹芯和接头等可一次模腔中共成型),而无需二次黏接.真空灌注成型工艺是目前大型风机叶片制造的理想工艺,与RTM相比,节约时间,挥发物非常少,工艺操作简单,模具成本大大降低.相对于手糊工艺,成型产品拉伸强度提高20%以上.鉴于真空灌注成型工艺在大型叶片应用上的优势,目前大型风电叶片制造主要以真空灌注工艺为主.近几年的研究也主要以此工艺为基础,针对叶片铺层厚度、新的高模材料、制造效率、叶片成型质量等方面进行的工艺尝试与改进.目前,具有创新性同时实用性较强的代表性叶片制造工艺有:西门子风电集团提出的IntegralBlade技术.它使用两个模具型面和其中的芯模型成一个封闭的型腔,在型腔里面随形铺放纤维材料和芯材.通过型腔内建立起的真空体系将基体材料注入模具内,一次成型大型风机叶片.与传统的真空灌注成型工艺相比,它具有的优点包括:节省人力和空间、无需黏接、质量可靠性高、不会释放VOCs,对环境污染小.该工艺已广泛应用于西门子的不同型号叶片制造中;达诺巴特公司(DANOBAT)开发的叶片自动制造系统.它的主要功能包括自动喷胶衣、自动喷短切纤维、自动铺层、自动打磨、自动涂胶等.客户可以根据自身需求来选择整体自动化,也可以选择其中一个或几个功能.工作单元采用移动式悬臂梁结构,横梁上安装有十字滑轨,相应的工作功能头位于滑轨上,采用5轴控制,最终实现各工序的自动化操作.相对于真空灌注成型工艺,具有生产效率高,人工成本低,叶片质量稳定性好的优点.除了以上针对现有热固性复合材料体系的制造工艺,针对热塑性复合材料开发的生产工艺也在不断发展。

风力发电的发展史

金风科技股份有限公司
二、风能的先驱——Poul la Cour
Poul la Cour(1846-1908)是一名气 象学家同时也是现代风力发电机的先驱。 Poul la Cour 是现代空气动力学的鼻 祖,他建了一个属于他自己的风洞来实 验风力发电机。图中是Poul la Cour和 他的妻子。Poul la Cour致力于能源储 存的研究,将风力机发出的电力用于电 解来生产氢气,供他学校的瓦斯灯使用。 这个计划的唯一缺点是,由于氢气中含 有少量氧气致使氢气爆炸,他不得不数 次更换几个学校的的窗户。
金风科技股份有限公司
Johannes Juul风力发电机
创新的200KW Gedser 风力发电机在1956-57年由 Johannes Juul为SEAS电力公司建成,风机安装 在丹麦南部的Gedser海岸。三叶片,上风向,带 有电动机械偏航和异步发电机的风力发电机是现 代风力发电机的设计先驱。这台风力机是失速调 节型风力机,Johannes Juul发明了紧急气动叶尖 刹车,在风机过速时通过离心力的作用释放。基 本上,现代失速型风力发电机上使用着相同的系 统。这台风力发电机,在随后的很多年中一直是 世界上最大的。它在无需维护的情况下,运行了 11年。风力机的机舱和叶轮现在在丹麦 Bjerringbro电力博物馆中展出。
五、1980年后的风力发电机
Riisager 风力发电机
一个名叫Christian Riisager的木匠在 自已家的后院安装了一台小型的22KW 的风力发电机,他以Gedser风力机的 设计为基础,尽可能地采用了便宜的 标准部件(如,用一台电动机作为发 电机,把汽车的部件用作齿箱和机械 刹车)。Riisager的风力发电机在丹麦 许多私人家庭中成为了成功的典范, 同时他的成功给丹麦的风力发电机制 造商提供了灵感,从1980年起,制造 商开始设计他们自己的风力发电机。

我国风电政策发展历程

中国的风电政策发展历程可以追溯到20世纪80年代末和90年代初。

以下是风电政策的主要里程碑事件:1. 1990年代初:中国开始意识到可再生能源的重要性,风能成为其中的一项重要资源。

在此期间,中国引进了最早的风力发电技术和设备。

2. 2005年:中国政府正式发布了第一个国家性的风能法规——《可再生能源法》,目的是推动可再生能源的开发和利用,为风能产业的发展提供了强有力的政策支持。

3. 2007年:中国政府发布了《可再生能源发展中长期规划》,明确了可再生能源在能源结构中的重要地位,并提出了2020年可再生能源占一次能源消费比重达到15%的目标。

4. 2009年:中国启动了全国风电资源调查项目,以评估和确定风能资源分布情况,为风电开发提供科学依据。

5. 2011年:中国政府发布了《关于加快发展风能产业的若干意见》,提出了进一步支持风电产业发展的政策措施,包括加大对风电项目的电价补贴和金融支持,加强技术支持和示范项目建设等。

6. 2013年:中国政府发布了《关于积极推进风电健康可持续发展的指导意见》,强调风电产业应做到健康发展,加强技术创新和标准化建设,提高风电的并网运行质量。

7. 2014年:中国政府发布了《关于促进风电产业健康发展的若干意见》,提出进一步规范风电产业发展,实施分类管理,推动技术进步和装备升级,加强市场准入和运行管理等。

8. 2015年:中国启动了全国风电可再生能源试点示范项目,并提出到2020年建设200个风电示范区。

9. 2016年:中国政府发布了《可再生能源电价政策(2016年修订)》,进一步完善风电的市场准入机制和电价政策。

10. 2017年:中国政府发布了《关于推进风电健康可持续发展的若干意见》,提出进一步加快风电市场化进程,推动风电装备制造和技术创新,推动风电与其他能源形式的融合发展。

11. 2020年:中国发布了《关于新能源发展的2030年规划》,将风电作为重点发展的新能源形式之一,并提出了到2030年风电装机容量达到1,200万千瓦的目标。

退役风电叶片中热固性复合材料资源化流程研究进展

退役风电叶片中热固性复合材料资源化流程研究进展目录1. 内容综述 (3)1.1 研究背景 (4)1.2 研究目的 (5)1.3 研究意义 (6)2. 退役风电叶片概述 (7)2.1 风电叶片的发展历程 (8)2.2 风电叶片的结构与类型 (9)2.3 退役风电叶片的处理现状 (10)3. 热固性复合材料简介 (11)3.1 热固性复合材料的概念与特点 (13)3.2 热固性复合材料的主要种类 (14)3.3 热固性复合材料的应用领域 (15)4. 退役风电叶片中热固性复合材料的提取方法 (16)4.1 机械法提取 (17)4.1.1 研磨法 (18)4.1.2 超声波辅助提取法 (20)4.1.3 高压水射流辅助提取法 (21)4.2 化学法提取 (21)4.2.1 酸溶解法 (23)4.2.2 碱溶解法 (24)4.2.3 氧化还原法 (25)4.3 生物法提取 (27)4.3.1 微生物浸取法 (28)4.3.2 酶解法 (29)5. 退役风电叶片中热固性复合材料的表征与性能评价方法 (31)5.1 微观形态表征 (31)5.1.1 X射线衍射分析法 (33)5.1.2 扫描电子显微镜观察法 (34)5.1.3 红外光谱分析法 (35)5.2 宏观性能评价方法 (37)5.2.1 力学性能评价方法 (37)5.2.2 热性能评价方法 (40)5.2.3 阻燃性能评价方法 (41)6. 退役风电叶片中热固性复合材料的资源化利用途径 (42)6.1 原位再生利用 (44)6.1.1 再造叶片回收技术 (45)6.1.2 再制造叶片工艺流程 (46)6.2 废弃物资源化利用 (48)6.2.1 热固性复合材料改性水泥制备技术 (49)6.2.2 热固性复合材料制备高性能混凝土材料技术 (50)6.3 其他资源化利用途径探讨 (52)6.3.1 热固性复合材料在轻质隔墙板中的应用研究 (53)6.3.2 热固性复合材料在航空领域的应用研究 (54)7. 结论与展望 (55)7.1 主要研究成果总结 (56)7.2 研究的不足与改进方向 (57)7.3 对未来研究方向的展望 (58)1. 内容综述退役风电叶片中热固性复合材料资源化流程研究进展概述了风能行业成熟阶段面临的叶片废弃问题、回收方法的发展以及资源化利用的现状。

风力发电机叶片简介演示

条件更换策略
实时监测叶片状态,一旦发现叶片性能严重下降或达到预定更换条 件,立即进行更换。
THANK YOU
感谢观看
先进制造技术
采用先进的制造技术,如3D打印和复合材料成型工艺,可以制造出具有更复杂几何形状和更高性能的叶 片。这为进一步优化叶片设计提供了技术保障。
04
叶片的检测与维护
叶片的缺陷与损伤检测
01
Байду номын сангаас
02
03
视觉检测
通过高清相机捕捉叶片表 面的图像,利用计算机视 觉技术识别裂纹、变色、 变形等缺陷。
超声波检测
力学性能和耐候性,同时重量较轻,适用于大型风力发电机叶片。
02 03
碳纤维
碳纤维是一种高性能、高强度的材料,用于叶片制造可显著提高叶片的 刚度和抗疲劳性能。然而,碳纤维成本相对较高,目前主要用于高端风 力发电机。
木材和复合材料
一些小型风力发电机叶片采用木材或其他复合材料制造。这些材料具有 成本低、环保等优点,但性能相对较差,适用于低风速地区。
利用超声波在叶片材料中 的传播特性,检测叶片内 部的裂纹、气泡等缺陷。
红外线热像检测
通过红外线热像仪观察叶 片表面的温度分布,从而 发现潜在的缺陷和损伤。
叶片的维护与修复
表面清洗
定期清除叶片表面的污垢 、沙尘等附着物,保持叶 片的光洁度,减少风阻。
防腐涂层
对叶片表面进行防腐处理 ,涂抹专用防腐涂层,延 长叶片使用寿命。
先进复合材料成型工艺
随着技术的发展,一些先进的复合材料成型工艺如拉挤成型、模压成型和3D打印等也逐 渐应用于风力发电机叶片的制造。这些工艺具有生产效率高、材料利用率高、产品设计灵 活等优点,代表了未来叶片制造技术的发展方向。
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叶片是风力发电机中最基础和最关键的部件,其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素。

恶劣的环境和长期不停地运转,对叶片的要求有:比重轻且具有最佳的疲劳强度和机械性能,能经受暴风等极端恶劣条件和随机负荷的考验;叶片的弹性、旋转时的惯性及其振动频率特性曲线都正常,传递给整个发电系统的负荷稳定性好;耐腐蚀、紫外线照射和雷击的性能好;发电成本较低,维护费用最低。

为满足上述要求,提高机组的经济性,叶片的尺寸增大可以改善风力发电的经济性,降低成本。

叶片长度从1980年的4.5m发展到今天的61.5m,容量从当初的55kW发展到今天的5MW。

1970年的风力机叶片主要有钢材、铝材或木材制成,今天选择的材料以E-玻纤增强塑料(GFRP)居多,目前已开始采用碳纤维复合材料(CFRP),叶片材料的开发顺应了叶片大型化和轻量化的方向发展。

叶片发展的几个阶段:
1)、木制叶片及布蒙皮叶片
近代的微、小型风力发电机也有采用木制叶片的,但木制叶片不易做成扭曲型。

大、中型风力发电机很少用木制叶片,采用木制叶片的也是用强度很好的整体木方做叶片纵梁来承担叶片在工作时所必须承担的力和弯矩。

2)、钢梁玻璃纤维蒙皮叶片
叶片在近代采用钢管或D型型钢做纵梁,钢板做肋梁,内填泡沫塑料外覆玻璃钢蒙皮的结构形式,一般在大型风力发电机上使用。

叶片纵梁的钢管及D型型钢从叶根至叶尖的截面应逐渐变小,以满足扭曲叶片的要求并减轻叶片重量,即做成等强度梁。

3)、铝合金等弦长挤压成型叶片
用铝合金挤压成型的等弦长叶片易于制造,可连续生产,又可按设计要求的扭曲进行扭曲加工,叶根与轮毂连接的轴及法兰可通过焊接或螺栓连接来实现。

铝合金叶片重量轻、易于加工,但不能做到从叶根至叶尖渐缩的叶片,因为目前世界各国尚未解决这种挤压工艺。

4)、玻璃钢叶片
所谓玻璃钢(glass fiber reinforced plastic,简称GFRP)就是环氧树脂、不饱和树脂等塑料渗入长度不同的玻璃纤维或碳纤维而做成的增强塑料。

增强塑料强度高、重量轻、耐老化,表面可再缠玻璃纤维及涂环氧树脂,其它部分填充泡沫塑料。

玻璃纤维的质量还可以通过表面改性、上浆和涂覆加以改进。

LM玻璃纤维公司现致力于开发长达54m的全玻纤叶片,其单位kWh成本较低。

5)、玻璃钢复合叶片
上世纪末,世界工业发达国家的大、中型风力发电机产品的叶片,基本上采用型钢纵梁、夹层玻璃钢肋梁及叶根与轮毂连接用金属结构的复合材料做叶片。

风力发电转子叶片用的材料根据叶片长度不同而选用不同的复合材料,目前最普遍采用的是玻璃纤维增强聚酯树脂、玻
璃纤维增强环氧树脂和碳纤维增强环氧树脂。

美国的研究表明,采用射电频率等离子体沉积去涂覆E-玻纤,其耐拉伸疲劳就可以达到碳纤维的水平,而且经这种处理后可以降低能实际上导致损害的纤维间微振磨损。

LM玻璃纤维公司进一步开发以玻璃钢为主,在横梁和叶片端部只少量选用碳纤维的61m大型叶片,以发展5MW的风力机。

6)、碳纤维复合叶片
随着发电单机功率的增大,要求叶片长度不断增加,其在风力发电上的应用也将会不断扩大。

对叶片来讲,刚度也是一个十分重要的指标。

研究表明,碳纤维(carbon fiber,简称CF)复合材料叶片刚度是玻璃钢复合叶片的两至三倍。

虽然碳纤维复合材料的性能大大优于玻璃纤维复合材料,但价格昂贵,影响了它在风力发电上的大范围应用。

因此,全球各大复合材料公司正在从原材料、工艺技术、质量控制等各方面深入研究,以求降低成本。

对于风力发电机而言,碳纤维是发展的潮流。

一般较小型的叶片(如22m长)选用量大价廉的E-玻纤增强塑料,树脂基体以不饱和聚酯为主,也可选用乙烯酯或环氧树脂,而较大型的叶片(如42m以上)一般采用CFRP或CF与GF的混杂复合材料,树脂基体以环氧为主。

玻璃纤维和碳纤维是目前叶片制造中最为重要的两种材料。

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