在風(fēng)機(jī)葉片應(yīng)用之各類型樹脂解析

隨著現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展的日趨成熟，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正不斷向大型化發(fā)展，全球兆瓦級(jí)機(jī)組的市場份額明顯增大。2002 年前后，國際風(fēng)力發(fā)電市場上主流機(jī)型已經(jīng)達(dá)到1500 千瓦以上。目前，歐洲已批量安裝3600 千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，美國已研制成功7000 千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，而英國正在研制巨型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。國際上主流的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已達(dá)到2 ～ 3MW。
　　而風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要構(gòu)件分五個(gè)板塊：電機(jī)、葉片、變速箱、控制系統(tǒng)、支柱、塔架，其中最關(guān)鍵的部分是葉片，葉片的設(shè)計(jì)及選材決定著發(fā)電機(jī)性能與功率，而葉片長度從1980 年的4.5m(55kW)發(fā)展到今天的61.5m(5MW)—相當(dāng)于波音747 飛機(jī)機(jī)翼。而在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，復(fù)合材料部件主要有：葉片，機(jī)艙罩，導(dǎo)流罩等，其中用量最大的就是葉片，而葉片鏈接著風(fēng)力發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)子，所以葉片的葉形設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式直接影響風(fēng)力發(fā)電裝置的性能和功率，是發(fā)電的核心部分，占整個(gè)風(fēng)機(jī)電組成本的15% ～ 20%。
　　風(fēng)機(jī)葉片具有尺寸大，外形復(fù)雜、精度、強(qiáng)度、表面粗糙度要求高，質(zhì)量分布均勻等特點(diǎn)。而采用復(fù)合材料制造風(fēng)機(jī)葉片可以充分利用復(fù)合材料的特性，對葉片的強(qiáng)度、剛度以及固有頻率等基本參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對于復(fù)雜的外形和表面要求，利用復(fù)合材料可以制作出形狀復(fù)雜，質(zhì)量輕、高強(qiáng)度的葉片，而且維修性能好，周期短，可以現(xiàn)場施工；由于復(fù)合材料具有疲勞強(qiáng)度高，缺口敏感性低，內(nèi)部阻尼大，耐候性優(yōu)良的特點(diǎn)，所以利用復(fù)合材料來制作風(fēng)機(jī)葉片可以取得優(yōu)異的綜合性能。
　　風(fēng)機(jī)葉片主要由樹脂和增強(qiáng)體所組成，增強(qiáng)體材料主要是玻璃纖維或與碳纖維混雜。另一方面，在玻璃纖維廠家的努力下，高模數(shù)或超高模數(shù)的玻璃纖維也漸漸的推出能夠符合更大葉片的需求；而在風(fēng)機(jī)葉片樹脂上，主要有不飽和聚酯、環(huán)氧乙烯基酯及環(huán)氧樹脂，兆瓦級(jí)以上的風(fēng)機(jī)葉片樹脂，基本上都是環(huán)氧樹脂，有少數(shù)制造商采用環(huán)氧乙烯基酯樹脂或不飽和聚酯，目前全球風(fēng)機(jī)葉片材料仍以環(huán)氧樹脂系統(tǒng)為主，在這里針對三種樹脂的特性及應(yīng)用做一個(gè)簡介。（詳細(xì)內(nèi)容請下載附件）