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FRP在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片中的應(yīng)用

2009-02-27 來源:王炳雷 李樹虎 陳以蔚 瀏覽數(shù):4859

  大型風(fēng)機(jī)葉片大多采用組裝方式制造。在兩個(gè)陰模上分別成型葉片蒙皮,而主梁及其它GFRP部件分別在專用模具上成型,然后在主模具上把兩個(gè)蒙皮、主梁及其它部件膠接組裝在一起,合模加壓固化后制成整體葉片。
  以前,我國(guó)GFRP葉片的制造廠家由于受市場(chǎng)、技術(shù)、材料及資金等方面的影響,大多采用濕法手湖工藝,常溫固化。工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,不需要加溫加壓裝置。但于大型的MW級(jí)風(fēng)力機(jī)葉片,由于葉片體形龐大,最寬處達(dá)300cm左右,最高處大于200cm,傳統(tǒng)的手糊成型工藝已不適用。真實(shí)輔助灌注技術(shù)是解決這一難題的新成型工藝。
  但是,用真過分灌注工藝生產(chǎn)CFRP有一定的難度。CF比GF更細(xì),表面積更大,更難于有效浸漬,適用的樹脂粘度更低。SP公司的SPRNT工藝技術(shù)采用樹脂膜交替夾在CF中,經(jīng)加熱和抽真空使樹脂向外滲透,使樹脂沿鋪層的厚度方向浸漬,浸漬快且充分,同時(shí)采用抽真空加速樹脂的流動(dòng)。該工藝技術(shù)也適用于鋪層較厚的葉片根部。另外,目前常用的CF主要是小絲束(24k以下),價(jià)格較高。價(jià)格是制約CF在大型風(fēng)機(jī)葉片應(yīng)用的主要因素。大絲束CF的價(jià)格相對(duì)低廉,但其應(yīng)用還存在一些技術(shù)問題。例如大絲束CF較粗,且不易展開,有粘連、斷絲現(xiàn)象,使強(qiáng)度及剛度等性能受到影響,性能的分散性相應(yīng)較大。
  3  FRP葉片的發(fā)展趨勢(shì)
  3.1  向大功率、長(zhǎng)葉片方向發(fā)展
  由于風(fēng)力發(fā)電每千瓦成本隨風(fēng)力發(fā)電的單機(jī)功率的增大而降低,因此風(fēng)力發(fā)電的單機(jī)功率一直在不斷增長(zhǎng),葉片的長(zhǎng)度也在不斷增加。1992~1999年,歐洲風(fēng)力發(fā)電的單機(jī)功率從200KW增加到700KW,葉片的長(zhǎng)度則由12m增加到22m。1999~2000年,風(fēng)力發(fā)電的單機(jī)功率平均增長(zhǎng)到900KW。目前國(guó)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)功率為1.5MW左右,葉片長(zhǎng)度為34~37m;在國(guó)外,20~35MW的風(fēng)機(jī)已經(jīng)成功裝機(jī),長(zhǎng)度為50~60m的葉片已研制成功并準(zhǔn)備大規(guī)模安裝。世界上風(fēng)力發(fā)電葉片最大的制造商LM Glasfiber公司關(guān)閉了一個(gè)位于丹麥Jutland的葉片生產(chǎn)廠,而該廠是專業(yè)生產(chǎn)長(zhǎng)度小于24m的風(fēng)機(jī)葉片的廠家。宣布關(guān)閉廠房的原因是市場(chǎng)對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的需求已經(jīng)不再是24m以下的小葉片,而是大功率的葉片。更大型、性能更好的機(jī)組也已開發(fā)出來并投入生產(chǎn)運(yùn)行,如丹麥新建的幾個(gè)風(fēng)電場(chǎng),單機(jī)容量都在2MW以上;摩洛哥在北方脫萊斯建造的風(fēng)電場(chǎng)采用的風(fēng)電機(jī)組功率達(dá)到       2.1MW。
   隨著海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè),需要單機(jī)容量更大的機(jī)組。預(yù)計(jì)2010年將開發(fā)出10MW的風(fēng)電機(jī)組。
  3.2  FRP葉片不斷更新設(shè)計(jì)

【延伸閱讀】

標(biāo)簽:

閱讀上文 >> 風(fēng)機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)優(yōu)先設(shè)計(jì)方法
閱讀下文 >> 漂浮式海上風(fēng)電場(chǎng)塔架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

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