復(fù)合材料在風(fēng)機(jī)葉片上的應(yīng)用與展望

    摘 要：本文綜述了風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀以及復(fù)合材料在風(fēng)機(jī)葉片上的應(yīng)用，介紹了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后展望了風(fēng)機(jī)葉片的發(fā)展趨勢(shì)。
1 引 言
    能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。風(fēng)，作為可再生能源，取之不盡，用之不竭，與石油、天然氣發(fā)電相比，風(fēng)能不受價(jià)格的影響，石油、天然氣最終會(huì)杜竭，而風(fēng)能不會(huì)。與煤相比，風(fēng)能沒(méi)有污染，不僅如此，風(fēng)能發(fā)電可以減排二氧化碳等有害物。據(jù)資料報(bào)導(dǎo)，平均每裝一臺(tái)單機(jī)容量為1MW的風(fēng)能發(fā)電機(jī)，每年可以減排2000t二氧化碳，l0t二氧化硫，6t二氧化氮。因此，世界各國(guó)十分關(guān)注未來(lái)是否能有足夠的能源？如何使用能源而又不影響氣候？由于風(fēng)電能源具有建設(shè)時(shí)間短，并可提供安全、清潔和經(jīng)濟(jì)的電力等優(yōu)點(diǎn)，因此風(fēng)力發(fā)電在全世界發(fā)展很快。
2  風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀
    隨著現(xiàn)代風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展與日趨成熟，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的技術(shù)向著增大單機(jī)容量、減輕單位千瓦重量、提高轉(zhuǎn)換效率的方向發(fā)展。上世紀(jì)末，風(fēng)電機(jī)組主力機(jī)型是750kW。到2002年前后，主力機(jī)型已經(jīng)達(dá)到1.5MW以上。1997年兆瓦級(jí)機(jī)組占當(dāng)年世界新增風(fēng)電裝機(jī)容量的9.7%，而2001年和2003年分別占到52.3%和71.4%。海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)要求單機(jī)容量更大的機(jī)組，歐洲已批量安裝3.6MW機(jī)組，5MW機(jī)組也已安裝運(yùn)行。
    我國(guó)可開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)能資源有10億kW，其中陸地2.5億kW，現(xiàn)在僅開(kāi)發(fā)了不到0.2%，近海地區(qū)有7.5億kW，風(fēng)能資源十分豐富。風(fēng)能資源豐富的地區(qū)主要分布在“三北”（東北、西北、華北）地區(qū)及東南沿海地區(qū)。三北地區(qū)可開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)力資源有2億kW，占全國(guó)陸地可開(kāi)發(fā)利用風(fēng)能的79％。根據(jù)風(fēng)力發(fā)電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，到2005年全國(guó)風(fēng)電總裝機(jī)容量為100萬(wàn)kW，2010年400萬(wàn)kW,2015年1000萬(wàn)kW，2020年2000萬(wàn)kW。2020年以后石化燃料資源減少，火電成本增加，風(fēng)電具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，發(fā)展更快。2030年后水能資源基本開(kāi)發(fā)完畢，海上風(fēng)電將進(jìn)入大規(guī)模開(kāi)發(fā)期。我國(guó)在風(fēng)力機(jī)復(fù)合材料葉片設(shè)計(jì)與制造技術(shù)方面與國(guó)外有一定的差距。為使復(fù)合材料葉片能?chē)?guó)產(chǎn)化，政府有關(guān)部門(mén)很重視葉片的研發(fā)，把葉片列入攻關(guān)項(xiàng)目予以支持。所研發(fā)的200~750kW系列風(fēng)力機(jī)復(fù)合材料葉片已形成批量生產(chǎn)，兆瓦級(jí)風(fēng)力機(jī)正在開(kāi)發(fā)中，尚不具備規(guī)模化生產(chǎn)能力。
3  復(fù)合材料在風(fēng)機(jī)葉片上的應(yīng)用