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夹芯材料在风力发电行业的应用

2012-07-16 15:45
Radow
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  加铝(Alcan)复合材料集团芯材事业部的姚辉简要回顾了2008年全球风能的装机情况和今后各国风能的发展趋势,对常用复合材料夹层结构用夹芯材料的类别和性能特点进行了总结,介绍了复合材料夹层结构芯材在风能行业的应用和发展趋势。

  据中国风能协会统计,至2008年底,全球风电总装机容量达到了120.8GW,新增装机容量超过27 GW,同比增长36%。2008年,欧洲与北美齐头并进,新增装机容量均达8.9 GW,亚洲以8.6 GW紧随其后。美国和中国市场处于领先地位,美国新增装机容量8.4 GW,中国新增装机容量6.3 GW。

  2008年,在欧洲,风电已成为新增电力中的主力能源,除了德国、西班牙和丹麦成熟市场的推动外,在法国、英国和意大利的引领下,欧洲风电市场的发展更加均衡;在美国,当年竣工的风电项目容量占本年度美国所有新增电力装机的42%,确立了风电在美国新增电力生产当中的主力能源地位,并显示出在促进就业方面的巨大作用。在中国,当年新增容量超过了之前的历史总和,为应对金融危机的影响,政府已将发展风能作为经济关键增长点之一。

  2009年,在世界经济形式颇为艰难的大环境下,欧美地区的风电增长情况难以预计,而亚洲,特别是中国的风电产业发展势头仍然强劲。

  夹芯材料发展趋势

  从全球范围来说,2009年风电行业将保持增长的态势。按照2008年新增装机容量27 GW计算,夹芯材料的需要即超过18万立方米。2009年全球风电产业对夹芯材料的需求量不会低于2008年。

  但同时,为了缓解经济压力,风电设备和零部件生产商都在积极寻求各种方法来尽量降低成本,叶片厂家也希望通过降低各种材料价格来减小成本支出。目前,叶片用夹芯材料主要有PVC硬质泡沫、Balsa轻木、PET泡沫和SAN泡沫,夹芯材料成本约占叶片材料总成本的20%。降低夹芯材料成本的方案有两种:一是优化夹层结构部位的设计,二是选用新型性价比更高的夹芯材料。另外,机舱罩也越来越多地采用泡沫夹芯复合材料结构。   

  常用的夹芯材料

  目前,用于复合材料夹层结构的夹芯材料主要有:硬质泡沫、蜂窝和轻木三类。硬质泡沫主要有聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、聚醚酰亚胺(PEI)和丙烯腈一苯乙烯(SAN或AS)、聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)、热塑性聚乙烯(PET)等。

  蜂窝夹芯材料有玻璃布蜂窝、NOMEX蜂窝、棉布蜂窝、铝蜂窝等。蜂窝夹层结构的强度高,刚性好,但蜂窝为开孔结构,与上下面板的粘接面积小,粘接效果一般没有泡沫好。

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