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碳纤维在风电叶片中的应用

2012-07-11 16:43
FlappyBird
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  * 德国叶片制造商Nordex Rotor新制造的56米长,5MW风机叶片的整个梁结构也采用了碳纤维,他们认为叶片超过一定尺寸后,碳纤维叶片的制作成本并不比玻纤的高;

  * Vestas Wind System 在他们制造的44米长、V-90 3.0 MW风电机中的叶片的梁采用了碳纤维。2004年12月Zoltek Companies Inc.宣布与Vestas wind Systems AS公司订立长期战略合同,在前三年提供价值8千万到1亿美元的碳纤维用于制造风机叶片;Zoltek Companies Inc在股东大会上宣布对NEG Micon的碳纤维合同将从每年150吨增加一倍。同时每年分别向Vestas和Ganesa各提供1000吨,所用牌号为Panex33 48K;

  * 西班牙Gamesa在他们旋转直径为87米(G87)和90米(G90)2MW的风机的叶片中采用了碳纤维/环氧树脂预浸料,G90叶片长44米,质量约7t。

  * NEG Micon在40米的叶片中采用了碳纤维增

  * 德国Enercon GmbH在他们的大型叶片的制造中也使用了碳纤维。

  华盛顿的Kirkland公司收到美国能源部(U.S.Department of Energy )的75万美元,作为研发资金,和TPI Composites公司合作,发展碳纤维风机叶片,以求得最大的能量获得,同时减轻风机的负载。方案通过对30-35m长叶片的设计,制造和测试以证明先进的碳纤维混编设计的商业可能性。碳纤维在风叶中的应用逐年在增加(图2)

  3.碳纤维在风力发电机叶片中应用的主要部位

  由于碳纤维比玻纤昂贵,采用百分之百的碳纤维制造叶片从成本上来说是不合算的。目前国外碳纤维主要是和玻纤混和使用,碳纤维只是用到一些关键的部分。碳纤维在叶片中应用的主要部位有(图3和图4):

  * 横梁(Spar),尤其是横梁盖(Spar Caps)。

  * 前后边缘,除了提高刚度和降低质量外,还起到避免雷击对叶片造成的损伤(专利 US6457943BI),如图3中涂黑的部分采用碳纤

  维。(专利 EP1485611)

  * 叶片的表面,采用具有高强度特性的碳纤维片材(日本专利JP2003214322)。

  4.碳纤维在风力发电机叶片中应用的优势

  碳纤维的应用优势:

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