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江蘇乃爾風(fēng)電技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司

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風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片材料及加工工藝

發(fā)布時(shí)間:2021-02-04 14:38:50      點(diǎn)擊:4142     發(fā)布者:

1925年,美國(guó)的雅克布斯風(fēng)力發(fā)電機(jī)生產(chǎn)廠發(fā)明了三葉片螺旋槳型葉輪,使水平軸葉輪的效率及性能均得到了較大提高。

風(fēng)輪的組成部件,主要是葉片。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪,一般是由2-3片葉片組成的。小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)有超過(guò)3葉輪的情況。1.5MW以上這類大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,基本都是3葉型。

為什么一定要使用三葉型的發(fā)電機(jī)?

專業(yè)的角度需要考慮空氣動(dòng)力學(xué)的問(wèn)題,顯然這里不適合展開(kāi)講。從常識(shí)角度來(lái)說(shuō),葉片迎風(fēng)受力面越大,可以得到風(fēng)力推動(dòng)的有效作用就更大。

但由于葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生渦流,葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)有一個(gè)渦流系統(tǒng)。

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葉輪的渦流系統(tǒng)

常規(guī)的葉片接受風(fēng)能的轉(zhuǎn)化率只有:25%~45%。

因此,綜合考慮葉片的效率,做大,做長(zhǎng),做輕,更柔性化就是葉片發(fā)展的核心方向。

1、葉片材料發(fā)展演變

隨著葉片尺寸的不斷增大, 主要朝大型化和輕量化的方向發(fā)展,由最初的木質(zhì)品逐步過(guò)渡到玻璃鋼, 現(xiàn)在采用碳纖維復(fù)合材料(CFRP)。

伴隨著碳纖維和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的不斷突破。目前風(fēng)電葉片主要采用的就是碳纖維材料。部分超長(zhǎng)型的葉片,會(huì)在連接處使用鋼材作為主要受力部件。西門(mén)子歌美颯有研發(fā)分段式葉片,葉片兩節(jié)連接處也使用的是鋼材。

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2、碳纖維葉片的制作工藝

制造工藝主要有手糊成型、模壓成型、預(yù)浸料成型、拉擠成型、纖維纏繞、樹(shù)脂傳遞模塑以及真空灌注成型等工藝。

總之在風(fēng)電葉片向輕量化和大尺寸,高柔性發(fā)展中,使用復(fù)合材料已經(jīng)成為必然。碳纖維復(fù)合材料,既可以輕量化,同時(shí)可以承受較大的拉伸力度,更重要的使用壽命較長(zhǎng)。

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