中國(guó)環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)專家表示,從性能來(lái)講碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂最好,玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂次之。隨葉片長(zhǎng)度的增加,要求提高使用材料的性能以減輕葉片的質(zhì)量。同樣是34米長(zhǎng)的葉片,采用玻璃纖維增強(qiáng)聚酯樹脂質(zhì)量為5800公斤,采用玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂時(shí)質(zhì)量為5200公斤,采用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂時(shí)質(zhì)量為3800公斤。因此葉片材料發(fā)展的趨勢(shì)是采用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,特別是隨功率的增大、葉片長(zhǎng)度的增加,更要求采用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。
目前世界風(fēng)力發(fā)電進(jìn)一步向大功率、長(zhǎng)葉片方向發(fā)展。由于風(fēng)力發(fā)電單位成本隨風(fēng)力發(fā)電的單機(jī)功率的增大而降低,因此從安裝第一臺(tái)現(xiàn)代化的風(fēng)力發(fā)電裝置起單機(jī)功率一直增長(zhǎng)、葉片的長(zhǎng)度也在不斷增長(zhǎng),這給碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料帶來(lái)更大空中。現(xiàn)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片長(zhǎng)度達(dá)到50米已經(jīng)不稀奇,風(fēng)力發(fā)電葉片最大制造商LM GLASFIBER公司已關(guān)閉了專門生產(chǎn)長(zhǎng)度在24米以下的葉片廠。由于風(fēng)力發(fā)電向大功率、長(zhǎng)葉片方向發(fā)展,除了要求提高改進(jìn)材料的性能,對(duì)轉(zhuǎn)子葉片也不斷提出更新設(shè)計(jì)要求,進(jìn)而又對(duì)材料提出新要求。當(dāng)然碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在風(fēng)力發(fā)電上的大量采用,也面臨價(jià)格的壓力。葉片中心針對(duì)我國(guó)大規(guī)模發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的需要,瞄準(zhǔn)未來(lái)世界風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展方向,緊密圍繞我國(guó)大規(guī)模風(fēng)能利用需要解決的主要科學(xué)問(wèn)題,開(kāi)展涉及風(fēng)力透平葉片的基礎(chǔ)理論研究,對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)十分重要。風(fēng)力發(fā)電對(duì)復(fù)合材料的需求市場(chǎng)不忽視,我國(guó)復(fù)合材料起步不算很晚,工藝研發(fā)工作也有較好業(yè)績(jī),而環(huán)氧樹脂等基材業(yè)近年也有長(zhǎng)足進(jìn)步。
由河北省發(fā)起、中國(guó)科學(xué)院熱物理研究所與中航(保定)惠騰風(fēng)電設(shè)備有限公司聯(lián)合創(chuàng)立的風(fēng)能葉片研發(fā)中心,于2005年9月30日在保定國(guó)家高新區(qū)正式成立,該葉片中心的成立填補(bǔ)了中國(guó)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備行業(yè)沒(méi)有葉片自主研發(fā)機(jī)構(gòu)的空白。在國(guó)家發(fā)改委、科技部等部門的支持下,目前從200千瓦到750千瓦風(fēng)電發(fā)電設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率已超過(guò)了95%;完全自主研制的1000千瓦以上風(fēng)電機(jī)組已開(kāi)發(fā)成功,國(guó)內(nèi)第一臺(tái)單機(jī)1200千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)在新疆達(dá)坂城投入使用;在河北保定高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)新能源設(shè)備產(chǎn)業(yè)基地,600千瓦、750千瓦風(fēng)機(jī)葉片的制造成本只有國(guó)外產(chǎn)品的30%,而重心偏矩、葉片平衡、葉片強(qiáng)度等指標(biāo)大大優(yōu)于國(guó)外同類產(chǎn)品,迫使國(guó)外這兩個(gè)系列的產(chǎn)品全面退出中國(guó)。隨著技術(shù)上的突破,我國(guó)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的建設(shè)也如火如荼。內(nèi)蒙古、廣東、江蘇、吉林等地安裝上百臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)正在加緊建設(shè),有些地區(qū)風(fēng)力發(fā)電的成本已降至每千瓦時(shí)0.38元左右,與火力發(fā)電的成本已相當(dāng)接近。近日發(fā)改委宣布到2020年我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)將實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力供應(yīng)的2%。業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè),今后15年每年我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量將是過(guò)去20年總量的兩倍左右。可以預(yù)計(jì)中國(guó)風(fēng)電將取得跨越式發(fā)展,環(huán)氧樹脂在風(fēng)電設(shè)備領(lǐng)域大有可為。