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风电叶片用夹芯材料的现状和发展趋势

2012-07-11 16:47
Hsiao Chen
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  摘 要:本文简要回顾了全球风能2008年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,介绍了风电叶片用夹芯材料的现状,最后。对于风电叶片用夹芯材料的发展趋势提出了自己看法。

  1 全球风能概况和夹芯材料发展趋势

  据中国风能协会的统计,到2008年底,全球风电总装机容量达到120.8GW。2008年新增装机容量超过27GW,同比增长36%。2008年,欧洲与北美齐头并进,新增装机容量都大约为8.9GW,亚洲以8.6GW而紧随其后。处于领先地位的是美国和中国市场,美国新增装机容量8.4GW,中国新增装机容量6.3GW。

  2008年,在欧洲,风电已成为新增电力中的主力电源,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力装机的42%,确立了风电在美国新增电力生产当中的主力电源地位,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2009年新增装机容量还会翻番,届时会达到该年度世界新增风电装机总量的三分之一甚至更多。从全球范围来说,应该保持增长的态势。按照2008年的新增装机容量27GW计算,需要夹芯材料即超过18万m3。2009年全球风电产业对夹芯材料的需求量应不会低于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,夹芯材料成本占叶片材料总成本的20%左右。若想降低夹芯材料的成本,可能的方案有两个:优化夹层结构部位的设计和选用新型性价比更高的夹芯材料。

  2 夹芯材料的种类和性能特点风电材料设备

  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。

  2.1 硬质泡沫

  硬质泡沫主要有聚氯已烯(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)、聚乙烯(PET)等。

  (1)PVC泡沫

  PVC泡沫实际上是PVC和聚氨酯混合物,但常常都简单的说成PVC泡沫。PVC泡沫耐苯,所以能够和聚酯树脂共同使用。PVC泡沫主要有两种,一种是交联PVC,另外一种是非交联PVC,也叫做线性PVC泡沫。

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