碳纖維風電葉片存在的缺陷及解決方法

    隨著葉片長度的增加，對增強材料的強度和剛度等性能提出了新的要求，玻璃纖維在大型復合材料葉片制造中逐漸顯現出性能方面的不足。為了保證在極端風載下葉尖不碰塔架，葉片必須具有足夠的剛度。減輕葉片的重量，又要滿足強度與剛度要求，有效的辦法是采用碳纖維增強。盡管如此，碳纖維在應用中也存在諸多的問題和缺陷。

    碳纖維應用的缺陷

    （1）碳纖維是一種昂貴纖維材料，在碳纖維應用過程中，價格是主要障礙，另外，性價比影響了它在風力發電上的大范圍應用。必須當葉片超過一定尺寸后，因為材料用量下降，才能比玻纖葉片便宜。目前采用碳纖維和玻璃纖維共混結構是一種比較好的辦法，而且還綜合了兩種材料的性能。另外一種方法是采用從瀝青制造的成本較低的碳纖維，這種碳纖維的價格可以降到5美元／磅的心理價位。

    （2）CFRP比GFRP更具脆性，一般被認為更趨于疲勞，但是研究表明，只要注意生產質量的控制以及材料和結構的幾何條件，就可足以保證長期的耐疲勞。

    （3）直徑較小的碳纖維表面積較大，復合材料成型加工浸潤比較困難。由于碳纖維叫、片一般采川環氧樹脂制造，要通過降低環氧樹脂制造的熟度而不降低它的力學性能是比較困難的，這也是一些廠家采用預浸料工藝的原因。此外碳纖維復合材料的性能受工藝眼影響敏感（如鋪層方向），對工藝要求較高。

    （4）碳纖維復合材料透明性差，難以進行內部檢查。

    但碳纖維在大型葉片中的應用已成為一種不可改變的趨勢。目前，全球各大葉片制造商正在從原材料、工藝技術、質量控制等各方面進行深入研究，以求降低成本，使碳纖維能在風力發電上得到更多的應用。可通過如下的途徑來促進碳纖維在風力發電中的應用：

    解決途徑