国内外风电叶片技术现状与发展

仅供个人参考国内外风电片技术现状发展一、叶片朝大型化、轻量化、高效率方向发展二可择复材原料种样、叶用脂体Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercial1）不饱和聚酯树脂工艺性良好价格低，在中小型叶片的生产中占有绝对优势，但固化时收缩率大，放热剧烈，成型时有一定的气味和毒性。2）环氧树脂具有良好的力学性，耐化学腐蚀性能和尺寸稳定性，是目前大型风电叶片的首选树脂，缺点是成本较高。3）乙烯基树脂性能介于二者之，目前在大型叶片中应用较少，随着各厂家对成本的要求越来越高，乙烯基树脂可能会进入兆瓦级叶片的选材。、叶用强料不得用于商业用途

仅供个人参考、碳维料大叶中有好应前采用碳纤维，可增加叶片临界长度，提高叶片刚度，减轻叶片重量。研究也表明，添加碳纤维所制得的风机叶片质量比玻璃纤维的轻约30目前的成本估算本增加可控制在30％以内。、碳维叶中用主部碳纤维在风电叶片中应用实例不得用于商业用途

仅供个人参考公司GamesaLM

产品61.5米片

技术状态GAMESA在直径为87米90叶轮的叶片制造中包含了碳纤维。采用了玻纤／碳纤维混杂复合材料结构，在横梁和翼缘等要求较高的部位使用碳纤维作为增强材料，单片叶片质量达t。Vestas

叶片长44m，其样品试验采用了碳纤维制造。VESTAS型Vestas为V903.OMW机型配套的44m列叶片主梁上使用了碳纤维，风力机叶片自重只有6t，与V802MW,39m叶片自重一样。GENEGMiconNordexRotorRepowerNEGMiconkirkldand

7MW40m叶片44m叶片56m叶片5MW叶片40米片

GE公的7MW机组研发，将使用碳纤维40米叶片中采用了碳纤维增强环氧树脂44m长CFRP片质量为可用于2．MW的风电组。此外，还开发了56m的叶片，他们认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。转轮直径126米该叶片由碳纤和玻纤杂而成单个叶片重量达吨，可用于海上及陆地使用。碳纤维增强环氧树脂的40米叶片和TPIComposites公司合作，发展碳维风机叶片，以求得最大的能量获得，同时减轻风机的负载。制造和测试证明了先进碳纤维混编设计叶片的商业化可行性。、叶材的发—热性合料用*与环氧／玻纤复合材料大型叶相比较，若采用热塑性复合材料叶片，每台大型风力发电机所用的叶片重量可降低％抗冲击性能大幅度提高，制造成本至少降低／，造周期至少降低1／，且可完全回收和再利用。*爱尔兰Gaoth风公司与日木菱重工及美国Cyclics公正在探讨如何共同研制低成本热塑性复合材料叶片。*LMG1asfibre公正开展此项究，目的是用玻璃钢、碳纤维和热塑材料的混合纱丝制造叶片，这可能会使叶片的生产时间缩短50。*安全快捷地制造“绿色”的复合材料叶片正期待着复合材料叶片制造商去实现。三、叶片设计技术不断进步叶片设计分为气动设计和结构设计两大阶段常两阶段不是独立的是个迭代的过程风叶片的优化设计满足的目:年输出功率最大化最功率限制输出振动最小化和避免出现共振材料消耗最小化叶片结构满足适当的强度要求和刚度要求证叶片结构局部和整体稳定性。1、翼型是叶片设计的基础不得用于商业用途

仅供个人参考国内缺乏相关的数据库，国外典型翼型和优势如下：1）美国Seri和NREL系，Seri系对翼型表面粗糙度敏感性低。2）丹麦—系列，在接近失速时具有良好的失速性能且对前缘粗糙度敏感性低；3）瑞典FFA．系，该系列具良好的后失速性能。丹麦LM公已在大型风机叶片上采用瑞典FFA．且该翼型将会风机叶片设计中广泛应用。4）荷兰DU系和其它。目前所能利用的典型风力机翼型特性位置

翼型

厚度

最大升力

最大升阻比

设计升力系数

设计攻角叶尖---叶中叶中

NACA644151.55〉NACA644181.4〉0.171.6DU96-W-1800.18〉NACA634211.35〉〉0.21〉

1.061.061.061.061.061.060.860.86不得用于商业用途

仅供个人参考0.24叶8180.24DU97-W-3000.30

1.161.062、通过气动外形优化，大幅提高气动效率通过改进叶片外形型面，改进空气动力和叶片受力状态，增加可靠性和对风能捕获量。Enercon司抑制生成扰流和旋涡在叶片端部安装“小翼”，为改善和提高涡轮发电机主舱附近的捕风能力叶片根茎进行重新改进小叶片的外形截面增加叶径长度；对叶片顶部和根部之间的型面进行优化设计。在此基础上Enercon公在其71m的2MW风力发电机组，改进后叶片部的捕风能力得以提高。4.5MW风力发电机设计中继续采用此项技术，旋转直径为112m的片端部仍安装有倾斜“小翼”，使得叶片单片的运行噪音小于个叶(旋转直径为66m)行时产生的噪音。2）细长形叶片设计丹麦LM公提出了“FutureBlade”的概念，且已在其54m61.5m巨型片上使用了这种设计概念LM公研发部经理FrankNielsen为未来叶片设计的关键已从效率最大化转移到能量成(最化片将会更加细长种设计技术将会降低叶片载荷，叶片质量分布更加优化。3）柔性和预弯设计是目前大型号叶片中广泛采用的设计技术叶尖采用“柔性”设计理念进行设计，叶尖轻微弯曲。降了叶片风压和风机的驱动扭矩并大限度捕获所有可用速范围内的风能包括边缘的低风速区域比传统的叶片捕风能力提高了5～％四、复合材料制造工艺进步，促进了叶片的技术发展不得用于商业用途

仅供个人参考1法糊成型强料浸胶层层地紧贴在模具上动赶出气泡真压实。2、预浸料成型：提高性能、降低重量预浸料成型方法是按设计要求的铺层顺序先将预浸料铺放在模具内用真空袋将尚未成型的制件密封抽空，以除在铺层内的气泡、挥发分和袋内的空气，按最佳的固化工艺参数在热压罐内固化成型叶片。对于40m以上叶片VESTAS和GAMESA仍使预浸料工艺。3、真空灌注成型RIM）提高性能、降低制造成本先将纤维织物等增强材料铺放在模腔里后抽真空脂基体在真空压力的作用下被导入模腔浸渍增强材料。不得用于商业用途

仅供个人参考仅供个用学习、究不得用商业用。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.NurfürdenpersönlichenfürStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.Pourl'étudeetrechercheuniquementàdesfinspersonnelles;