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碳纖維復合材料在風力發電機中的應用

2009-02-17 來源:東華大學紡織學院 瀏覽數:5068

    * Vestas Wind System 在他們制造的44米長、V-90 3.0 MW風電機中的葉片的梁采用了碳纖維。2004年12月Zoltek Companies Inc.宣布與Vestas wind Systems AS公司訂立長期戰略合同,在前三年提供價值8千萬到1億美元的碳纖維用于制造風機葉片;Zoltek Companies Inc在股東大會上宣布對NEG Micon的碳纖維合同將從每年150噸增加一倍。同時每年分別向Vestas和Ganesa各提供1000噸,所用牌號為Panex33 48K;
    * 西班牙Gamesa在他們旋轉直徑為87米(G87)和90米(G90)2MW的風機的葉片中采用了碳纖維/環氧樹脂預浸料,G90葉片長44米,質量約7t。
    * NEG Micon在40米的葉片中采用了碳纖維增
    * 德國Enercon GmbH在他們的大型葉片的制造中也使用了碳纖維。
    華盛頓的Kirkland公司收到美國能源部(U.S.Department of Energy )的75萬美元,作為研發資金,和TPI Composites公司合作,發展碳纖維風機葉片,以求得最大的能量獲得,同時減輕風機的負載。方案通過對30-35m長葉片的設計,制造和測試以證明先進的碳纖維混編設計的商業可能性。碳纖維在風葉中的應用逐年在增加(圖2)

     
3.碳纖維在風力發電機葉片中應用的主要部位
    由于碳纖維比玻纖昂貴,采用百分之百的碳纖維制造葉片從成本上來說是不合算的。目前國外碳纖維主要是和玻纖混和使用,碳纖維只是用到一些關鍵的部分。碳纖維在葉片中應用的主要部位有(圖3和圖4):
    * 橫梁(Spar),尤其是橫梁蓋(Spar Caps)。
    * 前后邊緣,除了提高剛度和降低質量外,還起到避免雷擊對葉片造成的損傷(專利 US6457943BI),如圖3中涂黑的部分采用碳纖

【延伸閱讀】

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閱讀上文 >> 風力發電機葉片的幾種制造工藝比較
閱讀下文 >> RTM工藝制作葉片

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