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一文看懂碳纖維在風(fēng)電葉片領(lǐng)域應(yīng)用

2018-04-25 來源:新材料在線 瀏覽數(shù):691

風(fēng)能是最具成本優(yōu)勢、環(huán)保的能源之一。2017年,風(fēng)電葉片制造巨頭Vestas分別與赫氏、阿克薩集團(tuán)簽署協(xié)議,為新一代風(fēng)機(jī)葉片提供先進(jìn)碳纖維復(fù)合材料。風(fēng)電是碳纖維復(fù)合材料目前最具發(fā)展?jié)摿Φ膽?yīng)用領(lǐng)域之一。

   風(fēng)能是最具成本優(yōu)勢、環(huán)保的能源之一。2017年,風(fēng)電葉片制造巨頭Vestas分別與赫氏、阿克薩集團(tuán)簽署協(xié)議,為新一代風(fēng)機(jī)葉片提供先進(jìn)碳纖維復(fù)合材料。風(fēng)電是碳纖維復(fù)合材料目前最具發(fā)展?jié)摿Φ膽?yīng)用領(lǐng)域之一。


 
圖片來源:GE官網(wǎng)
 
  1、碳纖維復(fù)合材料在風(fēng)電領(lǐng)域的市場規(guī)模
 
  截止到2016年5月,全球風(fēng)電裝機(jī)容量已近4270億MW,預(yù)計到2020年,風(fēng)力發(fā)電量將占世界總發(fā)電量的11.81%。


 
數(shù)據(jù)來源:Windpower Monthly
 
  近年來,碳纖維及其復(fù)合材料在風(fēng)電葉片領(lǐng)域的使用越發(fā)的廣泛,風(fēng)電機(jī)組的大型化和海上化都極大的地拉動對碳纖維葉片的需求,下圖為2011年-2016年全球碳纖維風(fēng)電葉片市場需求量。


 
資料來源:賽瑞研究
 
  下圖為2016-2020年碳纖維在風(fēng)電葉片需求量的預(yù)測,從圖中可以看出,在2020年,需求量將超過3萬噸。
 


數(shù)據(jù)來源:東北證券,《2015年全球碳纖維復(fù)合材料市場報告》
 
  當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組正朝著大型化、輕量化的方向發(fā)展,下圖為葉片直徑的演變圖,
 


數(shù)據(jù)來源:《碳纖維的十六個主要應(yīng)用領(lǐng)域及近期技術(shù)進(jìn)展( 二)》
 
  從圖中可以看出,當(dāng)前葉片的直徑已經(jīng)超過了190m,超長的葉片對材料的強(qiáng)度和剛度提出了更高的要求。
 


重量的增加對葉片的影響
 
  傳統(tǒng)的葉片制造材料主要為玻璃纖維復(fù)合材料,而當(dāng)葉片長度超過一定值后,全玻璃鋼葉片重量比較大,性能上也有較多不足,已經(jīng)無法滿足風(fēng)電葉片大型化,輕量化的要求。而碳纖維復(fù)合材料比玻璃纖維復(fù)合材料具有更低的密度,更高的強(qiáng)度,其突破了玻璃纖維復(fù)合材料的性能極限,而且可以保證風(fēng)電葉片在增加長度的同時,重量大大降低了。
 


圖片來源:GE官網(wǎng)
 
  2、碳纖維復(fù)合材料在風(fēng)電葉片中的具體應(yīng)用
 
  碳纖維復(fù)合材料在風(fēng)電葉片的具體應(yīng)用
 


數(shù)據(jù)來源:《碳纖維復(fù)合材料在風(fēng)電葉片中的應(yīng)用研究》
 
  各企業(yè)碳纖維復(fù)合材料風(fēng)電葉片應(yīng)用實(shí)例
 


數(shù)據(jù)來源:賽瑞研究
 
  碳纖維風(fēng)電葉片應(yīng)用的性能優(yōu)勢分析
 


數(shù)據(jù)來源:賽瑞研究
 
  碳纖維風(fēng)電葉片應(yīng)用的性能劣勢分析
 


數(shù)據(jù)來源:賽瑞研究

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