碳纖維改變了以往用在航空航天的高冷的形象,已經漸漸的走入尋常百姓家。特別是最近幾年碳纖維比較熱門,但是因為價格高、工藝復雜等其特殊性,所以發展受限。
但最近幾年碳纖維在風電領域應用異軍突起,2016年首次超過航空航天,成為用量第一大的領域。
這是為什么呢?
分析一下,首先這幾年風電產業發展迅速,目前已經是電力第三大來源。
同時這幾年風電的裝機容量保持快速增長的勢頭。
當然行業的增長并不代表碳纖維用量增長就很快。例如,汽車行業增長也足夠快,但碳纖維在汽車行業的應用就增長比較慢。其中比較重要的就是,汽車行業應用最多,也比較成熟就是鋼材或其他金屬(碳纖維及復材目前不好去和塑料比),用金屬的思維研究碳纖維就會存在一些問題。而風電行業就不一樣。
風電很早就是復材應用比較大的領域了,而且風電領域中應用復合材料的占比非常大!包括葉片、機艙罩、塔筒等主要組成部分,都是復合材料制造的。所以風電領域技術人員對復合材料很熟悉,而碳纖維的應用也基本上都必須制成復合材料。
最近有很多文章談到碳纖維應用的受到的局限其中之一就是設計。如最近一篇碳纖維應用十大問題第四就是設計環節薄弱,問題突出。另外一篇文章談到復合材料研發中的四位一體,即設計是先導、材料是基礎、工藝是關鍵、實驗是保障。
碳纖維在風電中的應用就體現了這一點!傳統的方法是預浸料工藝、碳布真空灌注工藝,成本高、效率低。而維斯塔斯采取全新的葉片設計,并使用了拉擠碳板制備葉片大梁,減重40%,成本增加很少,效率提高一倍,優勢非常明顯。前些年,維斯塔斯還瀕臨破產,差點被中國企業收購,而該工藝成功后,迅速的打開了市場,目前維斯塔斯已經是世界風電老大。而碳纖維在風電的應用也迅速提升。