碳纖維風力發(fā)電機葉片的優(yōu)點

　　風力發(fā)電屬干“綠色”能源，在發(fā)電過程中無污染，其驅動力是取之不盡，用之不竭的自然風。風力發(fā)電釩向大功率方向發(fā)展，葉片愈來愈大長，以1.5MW主流大型風力發(fā)電機為例，葉片長34-37m，每片重約6t（玻璃鋼），技術難度相當大。
 

（圖示：碳纖維板加工件）
 

　　目前制造復合材料葉片大多用玻璃纖維增強樹脂基復臺材料（GFRP），少量用碳纖維復合材料（CFRP）因為前者價格低，生產成本低，后者價格高。雖然CFRP整體性能要優(yōu)于GFRP，還不能大批量應用，需要有個過渡期。從發(fā)展趨勢來看，CFRP葉片將是主流產品。碳纖維復合材料具有許多優(yōu)異性能，是制造風力發(fā)電機葉片的最佳選材之一。這些優(yōu)性能主要歸納為以下幾個方面。

 

　　1、比強度和比模量高，重量輕。用CFRP制造葉片重量要比GFRP輕30%左右。葉片輕量化的波及效果也十分顯著，使傳動系統(tǒng)、塔架和平臺等都可實現輕量化，整體重量下降。

 

　　2、CFRP的剛性大，約比GFRP大兩倍以上。這不僅有利于設計預彎曲外形，而且在運轉過程中葉片旋轉面與塔架之間容易保持一定間距，使其長期穩(wěn)定地運轉。

 

　　3、CFRP具有優(yōu)異的振動阻尼特性，不易起振，振動后又容易衰減停振，這樣可避免葉片的自然振動頻率與其他的短暫振動頻率之間發(fā)生共振的可能性，使系統(tǒng)穩(wěn)定運轉。

 

　　4、CFRP的疲勞強度高，使用壽命長，可滿足20年的設計要求。大氣環(huán)境經常發(fā)生變化，風速、風向多變。尤其是大氣紊流造成葉片顫動和周期性載荷，往往會導致疲勞斷裂。采用抗疲勞高的CFRP，使用壽命長。

 

　　5、耐腐蝕，適應環(huán)境性強，碳纖維耐酸、耐堿和耐鹽，耐腐蝕性非常強，用CFRP制造的風機葉片可適用于沿海地區(qū)、鹽堿地域或酸堿環(huán)境，可經得起長時間的浸蝕。