风力发电机叶轮叶片新技术的发展
风力发电机叶片设计技术的发展概况
设 计 技 术 的 研 究 现 状 ，随 着 风 力 发 电机 组 向 大 型 化 发 和 Ｇｌａｕｅｒｔ环 动 量 理 论 等 。
展 ，叶片 设 计 技 术也要 不断 提 出新 的 理论 及 方 法 。
贝 茨 理 论 采 用 一 元 定 常 流 动 的 动 量 定 理 ，研 究 理 论 状
风 力 发 电 机 转 换 风 能 的 效 率 ，因此 ，随 着 风 力 发 电 技 术 的 发 速 度 、升 阻 比 、叶尖 损 失 等 对最 佳 性 能 的影 响 。
展 已 经 ，叶 片 设 计 技 术 也 有 了 很 大 的 发 展 ，已 经 综 合 利 用 了 １．１ 叶片 设 计 的 Ｇｌａｕｅｒｔ环 动 量 理 论
球风 电新 增 装 机 容 量 为 １４．９ＧＷ ，年 平 均 增 长 率 为２５％，到 求 出的 叶片 的弦 长 是 ｒ的 函数 ，而 对于 给 定 的叶 尖 速 比 入Ｏ，
２００６年 底 ，全 球 风 电总 装 机容 量 巳达 ￣Ｔ］７３．９０４ＧＷ ，风 力发 从 叶 尖 到 轮 毂 ，弦 长 增 加 。
关 键 词 ：风 力 发 电机 叶片 气 动 特性 结构 设 计
态 下 风 轮 的 最 大 风 能 利 用 系 数 。理 论 假 定 风 轮 是 理 想 的 ，
也 就 是说 风 轮 没有 轮 毂 ，没有 锥 角 ，而 叶片 是 无穷 多 的 ，风
轮 旋 转 时没 有摩 擦 阻力 ，风轮 流 动模 型 可简化 为 一元 流管 ，
空气 动 力学 、新材 料 、数 值 模拟 、计 算 机等 方面 的 科 技 。
Ｇｌａｕｅｒｔ环 动 量 理 论 是 目前 常 用 的 比较 成 熟 的 叶片 设
计 理 论 ，并 在 该 理 论 的 基 础 上 提 出 了一 些 新 的 叶 片 设 计 理
风能利用技术的研究现状与发展趋势
风能利用技术的研究现状与发展趋势目前，随着全球环境污染问题的严重性日益突出，人们的环保意识也逐渐增强。
在这样的背景下，可再生能源成为了人们关注的焦点之一。
风能作为一种高效、清洁、绿色的可再生能源，一直受到人们的关注。
本文将探讨风能利用技术的研究现状与发展趋势。
一、风力发电技术现状风能的利用可分为风力发电和其他利用。
这里，我们主要介绍风力发电技术的现状。
当前，风力发电已成为了全球主要的可再生能源之一，并已越来越成熟和普及。
而风力发电技术的主要特点是，其具有采用轮毂式或框架式叶轮转动产生动力，驱动发电机发电的能力。
第一代风电技术是传统的水平轴式风力发电机。
它的特点是在水平方向上安装的叶轮进行转动，同时也增加了斜角等因素。
随着时间的流逝，这种技术逐渐成熟并得到了广泛应用。
第二代风电技术是从第一代风电技术发展而来的，它主要是水平轴式风力发电机中的升级版。
它的特点是使用了多桨、高塔等技术，使得发电效率得到了很大提升。
而在此基础上，出现了一些更为成熟的技术，如变桨风力发电等。
而第三代风电技术，主要是指垂直轴式风力发电机。
它的特点是在各个方向上都拥有很好的性能，同时也较为灵活。
不过，垂直轴式风力发电机在实践中的应用仍然存在一些挑战，如风能的不稳定性等。
总体而言，在风能利用技术中，风力发电技术是目前应用最为广泛、技术上最为成熟的一种。
二、风力发电技术的发展趋势尽管风力发电技术已经取得了巨大的发展，但仍存在许多问题和挑战。
因此，在未来的发展中，人们需要进一步提升以及创新风力发电技术，以满足日益增长的需求。
首先，未来风力发电技术需要进一步降低成本。
如何减少成本是风力发电技术未来发展中亟需攻克的一项难题。
对此，我们需要关注一些新的技术，如缆索式风力发电、悬挂直轴风力发电机等。
其次，未来风力发电技术还需要进一步提升安全性与稳定性。
风能具有难以控制的特点，因此如何在不影响发电效率的前提下减少事故的发生，也成为了未来发展的重中之重。
风电机组叶片增效小翼技改技术应用
风电机组叶片增效小翼技改技术应用摘要：随着能源需求的不断增长，可再生能源在能源结构中的地位日益突出。
风能作为绿色、清洁的可再生能源，具有巨大的开发潜力。
提高风电机组效能，降低成本，对于推动风能产业的发展具有重要意义。
本文分析了风电机组叶片增效小翼技改技术的优势，其能够提高能量转换效率、增加风能利用率、提高企业盈利能力。
并且分析优化翼型设计、使用高性能材料、多种制备工艺相结合的增效小翼技改技术，能够为提高风电场风能捕获率提供借鉴意义。
关键词：风电机组；叶片增效；小翼技改；应用引言：风能作为一种绿色、清洁的可再生能源，具有巨大的开发潜力。
风电机组作为清洁能源的代表，已经在全球范围内得到广泛应用。
为了使风电机组叶片更好的吸收风能，提高风电机组发电量，提升企业盈利水平。
因此，风电机组叶片的增效小翼技改技术应运而生，通过风电机组叶片增效小翼技改技术的应用，能够提高风电机组的效能，对于推动风电新技术产业的发展具有重要意义。
1.风电机组叶片增效小翼技改技术的优势1.1提高能量转换效率通过增效小翼技改，风电机组的叶片能够更有效地转换风能为电能。
具体来说，叶片加长可以增加叶片的受风面积，提高叶片的扫风速度，从而增加风能捕获量[1]。
优化翼型设计可以使叶片在相同的风速下产生更大的升力，进一步提高能量转换效率。
使用高性能材料可以保证新增叶片机械强度和耐候性能，保证叶片在长期运行中的稳定性和耐久性。
增加阻尼装置可以减少叶片振动和机械损耗，提高能量转换效率。
1.2增加风能利用率风能利用率对于风电机组的发电量有着重要影响。
通过增效小翼技改，可以提高风电机组对风的利用率。
通过技改在叶尖安装小翼可以提高风电机组叶片在各种风速下都能达到最佳的捕风效果。
对原叶片的气动外形进行优化和修改，形成新的气动外形，减小叶尖扰流损失、增大叶片风能利用系数，提高叶片的捕风能力，进一步提高风能利用率。
1.3提升发电量通过增加风电机组的叶片长度，增加其增加扫掠面积，提升风能系数。
风力发电系统的新型叶片设计
风力发电系统的新型叶片设计一、引言风力发电作为新能源的一种形式，已经成为了现代社会中不可或缺的一部分。
发电的过程中，风力叶片是非常重要的。
如今，随着技术的发展，人们对风力发电设备的性能和效率也提出了更高的要求，尤其是针对于风力叶片的设计。
本文将讨论风力发电系统中一种新型叶片设计方案。
二、传统风力叶片的设计传统风力叶片通常是由玻璃纤维和环氧树脂等材料制成的。
在设计中，主要考虑的因素包括减少噪音和提高叶片的力学强度。
叶片的形状和尺寸也是设计中需要考虑的一个重要因素，因为它们直接决定了叶片的效能。
三、新型叶片的设计近年来，研究人员在传统叶片基础上提出了一些新型叶片设计方案，以实现更高的效率和性能。
1. Vortex Bladeless西班牙的Vortex Bladeless公司开发出了一种不同于传统叶片的设计，他们称之为“无叶片叶轮”。
它不像传统的叶片那样具有固定的形状，而是由两个柱状物组成，通过压力波来达到捕捉风能的目的。
这种设计具有减少噪音、减少能源损失和较低的生产成本等优点。
2. Smart Blade德国的Smart Blade公司研究出了一种可以自适应改变形态的叶片，这种叶片搭载了传感器和电机，可以通过电子控制实现根据风力变化而自适应改变形态，以达到最佳效能。
这种智能叶片设计可以提高叶片的效率，并提高使用寿命。
3. Aerodyn德国的Aerodyn公司研究出了一种类似降落伞的风力叶片，其形状能更好地应对风力的变化，以及减少振荡和噪音。
这种“降落伞”形状叶片与传统的叶片相比效率提高了3%至5%，这是一个相当大的提高。
四、新型叶片设计的优点和挑战1. 优点新型叶片设计具有很多的优点，其中最显著的就是提高了效率、减少了噪音、缩短了制造周期，降低了生产成本。
此外，新型叶片的设计也使得输电线路的构建更加方便，这对于新型能源的推广具有非常重要的作用。
2.挑战新型叶片设计也面临一些挑战，例如实现该设计需要高精度的加工技术，这增加了生产成本和制造周期。
现代风力发电技术的发展趋势
现代风力发电技术的发展趋势随着全球气候变化的加剧，越来越多的人们开始认识到环保和可持续发展的重要性。
在这样的背景下，风力发电成为了一种备受关注的可再生能源。
在过去的几年里，风力发电技术取得了长足的进展，也面临着越来越多的挑战。
本文将探讨现代风力发电技术的发展趋势。
一、技术趋势目前，风力发电技术主要有两种类型：水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。
水平轴风力发电机是目前使用最广泛的类型，它的主要特点是风轮位于塔顶上方，有一根水平轴将风轮与发电机连接起来。
垂直轴风力发电机则将风轮安装在塔的正中央，可以更好地适应各种复杂气象条件。
随着技术的不断进步，未来风力发电技术的发展趋势主要体现在以下几个方面。
1.提高效率目前，水平轴风力发电机的转换效率在30%至50%之间，而垂直轴风力发电机的转换效率通常在30%以下。
未来的技术趋势将主要集中在提高效率这个方向上。
一种可能的方法是采用更高级的制造材料和更精密的工艺，可以大幅提高风力发电机的效率。
此外，采用先进的控制系统和人工智能技术也可以提高风力发电机的运行效率。
2.增加可靠性由于气象条件的不确定性，风力发电系统往往容易受到风速、风向等因素的影响，这可能导致设备故障和性能下降。
因此，未来的技术趋势将集中在增加风力发电系统的可靠性和稳定性，以减少设备故障和维护成本。
这包括采用智能控制系统、传感器和监测系统，以及提高设备防雷等措施。
3.提高可控性风力发电系统受到风速等气象条件的影响较大，因此在一定程度上缺乏可控性。
为了让风力发电系统更加智能化、自动化，未来的技术发展趋势将主要集中在设计和制造智能型风力发电机，以实现远程监测和控制。
二、市场趋势除了技术因素，市场也是驱动风力发电技术发展的重要因素。
未来的市场趋势主要体现在以下几个方面。
1.巨头企业占据主导地位随着风力发电市场的成熟和规模的扩大，大型企业将占据主导地位。
目前，全球的风力发电装机量和市场份额主要由少数几家大型企业占据，这将成为未来市场的趋势。
国内外风电叶片技术现状与发展
国内外风电叶片技术现状与发展一、叶片朝大型化、轻量化、高效率方向发展二、可选择的复合材料原材料品种多样1、叶片用树脂基体1）不饱和聚酯树脂工艺性良好，价格低，在中小型叶片的生产中占有绝对优势，但固化时收缩率大，放热剧烈，成型时有一定的气味和毒性。
2）环氧树脂具有良好的力学性能，耐化学腐蚀性能和尺寸稳定性，是目前大型风电叶片的首选树脂，缺点是成本较高。
3）乙烯基树脂性能介于二者之间，目前在大型叶片中应用较少，随着各厂家对成本的要求越来越高，乙烯基树脂可能会进入兆瓦级叶片的选材。
2、叶片用增强材料3、碳纤维材料在大型叶片中具有较好的应用前景采用碳纤维，可增加叶片临界长度，提高叶片刚度，减轻叶片重量。
研究也表明，添加碳纤维所制得的风机叶片质量比玻璃纤维的轻约30％，以目前的成本估算，成本增加可控制在3 0％以内。
4、碳纤维在叶片中应用的主要部位碳纤维在风电叶片中应用实例公司产品技术状态Gamesa GAMESA在其直径为87米、90米叶轮的叶片制造中包含了碳纤维。
LM 61.5米叶片采用了玻纤／碳纤维混杂复合材料结构，在横梁和翼缘等要求较高的部位使用碳纤维作为增强材料，单片叶片质量达17.7 t。
Vestas VESTAS V-90型风力机3.0MW叶片长44m，其样品试验采用了碳纤维制造。
Vestas为V903.OMW机型配套的44m系列叶片主梁上使用了碳纤维，叶片自重只有6t，与V802MW,39m叶片自重一样。
GE 7MW GE公司的7MW机组研发，将使用碳纤维NEG Micon 40m叶片40米的叶片中采用了碳纤维增强环氧树脂Nordex Rotor 44m叶片56m叶片44 m长CFRP叶片质量为9.6t, 可用于2．5 MW的风电机组。
此外，还开发了56 m长的CFRP叶片，他们认为叶片超过一定尺寸后，碳纤维叶片的制作成本并不比玻纤的高。
Repower 5MW叶片转轮直径126米，该叶片由碳纤和玻纤混杂而成，单个叶片重量达18吨，可用于海上及陆地使用。
风电叶片发展历程
风电叶片发展历程风电叶片是风力发电机组的核心部件之一，它负责将风能转化为机械能，并驱动发电机发电。
随着风力发电技术的不断发展，风电叶片也经历了多个发展阶段。
第一阶段：木质叶片时代早期的风力发电机主要采用木质叶片，这些叶片通常由木材制成，形状简单，重量较轻。
木质叶片的制造工艺相对简单，成本较低，但由于木材的机械性能较差，其弯曲和扭转性能有限，限制了风电机组的功率和效率。
第二阶段：金属叶片时代随着材料科学的进步，金属材料开始应用于风电叶片的制造。
金属叶片相对于木质叶片来说，具有更好的强度和刚度，能够承受更大的风力载荷，提高了风力发电机组的功率输出。
同时，金属材料的可塑性也使得叶片的形状更加多样化，提高了风力发电机组的效率。
不过，金属叶片的制造工艺较为复杂，成本较高，同时金属材料容易受到腐蚀和氧化的影响，需要进行定期的维护和保养。
第三阶段：复合材料叶片时代随着复合材料技术的发展，复合材料叶片开始逐渐取代金属叶片成为主流。
复合材料叶片由玻璃纤维、碳纤维等材料与树脂基体复合而成，具有较高的强度和刚度，同时重量轻、耐腐蚀、耐疲劳等优点。
复合材料叶片的制造工艺相对复杂，需要采用模具成型和真空吸塑等工艺，但由于其材料性能的优异，使得风力发电机组的功率和效率得到了进一步提升。
同时，复合材料叶片的使用寿命也较长，减少了维护和更换叶片的成本。
第四阶段：创新型叶片时代风电叶片的发展进入了创新型叶片时代。
在这个阶段，人们开始探索新型材料、新型结构和新型制造工艺，旨在进一步提高风力发电机组的功率和效率。
例如，一些研究机构和企业开始尝试利用纳米材料和生物材料制造叶片，以期在材料性能和环境友好性方面取得突破。
另外，一些新型叶片结构，如变桨叶片、弯曲叶片等也开始得到广泛研究和应用，以提高风力发电机组的适应性和可靠性。
总结起来，风电叶片的发展经历了木质叶片时代、金属叶片时代、复合材料叶片时代和创新型叶片时代。
随着技术的进步和需求的不断变化，风电叶片也在不断演化和创新，为风力发电的可持续发展做出了重要贡献。
风力发电技术的研发与创新成果介绍
风力发电技术的研发与创新成果介绍近年来，随着全球能源危机的加剧以及对环境保护的日益重视，风力发电逐渐成为可再生能源领域的热门话题，受到了广泛的关注和支持。
风力发电技术的研发与创新成果不断涌现，为可再生能源的开发和利用带来了重要的突破和进步。
本文将从技术创新、性能提升、智能化控制等多个方面介绍风力发电技术的最新研发成果。
一、技术创新1. 多桨风力发电机组多桨风力发电机组是风力发电技术的重要创新之一。
相比传统的单桨风力发电机组，多桨风力发电机组能够更有效地利用风能，提高发电效率。
多桨设计可以减小风轮的直径，使其在较小的风速下即可启动；同时，多桨设计也能够增加发电机组的转动惯量，提高抗风能力，减小风力对风轮的损害程度。
2. 浮式风力发电技术浮式风力发电技术是指将风力发电机组安装在海上浮动平台上，利用海洋风力发电。
与传统的陆上风力发电相比，浮式风力发电技术具有独特的优势。
首先，海上风力资源更加丰富，能够提供更稳定的风能供应；其次，浮式风力发电机组避免了土地资源限制，可以在更大范围内建设；此外，海上环境对风轮的风速和风向变化较小，能够减小发电效率的波动。
二、性能提升1. 高效风轮设计风力发电技术的性能提升主要体现在风轮的设计方面。
近年来，研究人员通过优化风轮的叶片形状、材料以及结构等方面，显著提高了风力发电机组的效率。
新一代风轮采用了更轻、更坚固的材料，减小了自重对机组的影响，提高了转动效率；同时，改变叶片的形状，使其能够更好地适应不同风速下的风能，提高发电效果。
2. 储能技术应用风力发电的一个难题是风能的间断性和波动性，如果不能将多余的风能进行储存，很难保证持续的电力供应。
因此，储能技术的应用对风力发电的性能提升至关重要。
目前，研究人员广泛探索了电池储能技术、氢能储存技术等多种储能方案，并取得了一定的成果。
这些储能技术的应用，可以将风力发电的多余电能储存起来，在风速下降或停风时释放，实现对发电的持续供应。
风力发电机组的设计及改进
风力发电机组的设计及改进近年来，随着环保意识的逐渐提高，清洁能源的开发和利用逐渐成为社会关注的热点。
而风力发电作为一种独立、可再生、清洁的能源，越来越被广泛认可和应用。
在风力发电中，风力发电机组是最为重要的组成部分，其设计和改进对于发电效率和可靠性具有重要意义。
一、风力发电机组的结构及工作原理风力发电机组主要由风力机、传动系统和发电机三大组成部分构成。
其中，风力机就是最为核心的组件。
它通过叶轮将风能转化为机械能，并传递给发电机产生电能，具体原理如下：1. 风力机叶片：风力机的叶轮通常由三片或更多片叶片组成。
叶片在叶轮上螺旋状排列，其形状和长度会直接影响风力机的性能。
2. 转轴和传动系统：转轴将叶轮的运动传递给发电机，使其产生电能。
传动系统主要包括变速器、齿轮、离合器等多个部件，通过它们实现转速和转矩的控制。
3. 发电机：发电机将机械能转化为电能，是风力发电机组的关键组成部分。
常见的发电机类型有异步发电机、同步发电机、永磁直驱发电机等。
二、风力发电机组的设计及改进如何提高风力发电机组的效率和可靠性一直是研究的热点。
针对这个问题，工程师们进行了许多尝试和改进，主要涉及以下几个方面：1. 风力机叶片的设计改进：叶片的设计直接影响风力机的性能。
目前，研究人员采用流场模拟等数值计算方法，优化叶片形状和尺寸，使其在不同风速下能够捕获更多的风能。
2. 变速系统的改进：变速系统在风力发电机组中扮演着关键的角色。
传统的传动系统由于复杂度较高和运转稳定性差等原因，往往导致效率和可靠性不佳。
现在，越来越多的发电厂家将注意力投向了无级变速系统，从而加强风力发电机组的性能和可靠性。
3. 发电机类型的改进：发电机的类型也对风力发电机组的性能和可靠性有很大影响。
对于常规的异步发电机来说，其容错能力较弱，一旦出现故障，往往需要停机维修，导致发电效率和可靠性下降。
因此，现在越来越多的厂家开始选用同步发电机和永磁直驱发电机等新型发电机。
2024年风机叶片市场发展现状
风机叶片市场发展现状引言随着全球对可再生能源需求的增加，风能作为一种清洁、可再生的能源形式得到了广泛关注。
作为风能转换的关键装置，风机叶片的市场需求也在不断增长。
本文将对风机叶片市场的发展现状进行分析和概述。
发展历程风机叶片作为风能装置的关键部件，其发展历程可以追溯到二十世纪五六十年代。
随着风机技术的不断创新和完善，风机叶片的设计和制造技术也得到了提升。
传统的风机叶片主要采用玻璃纤维增强塑料材料，而近年来，碳纤维等新材料的应用使得风机叶片更加轻巧和耐久。
市场规模根据市场研究机构的数据显示，全球风机叶片市场规模逐年增长。
2019年，全球新安装的风机叶片总容量超过了100GW。
同时，风机叶片的交易额也在持续增加，全球风机叶片市场价值已经超过了数十亿美元。
中国、美国、欧洲等地是全球风机叶片市场的主要消费和生产地区。
技术创新随着新材料的应用和制造技术的进步，风机叶片的技术水平不断提高。
新型风机叶片采用了更复杂的气动和结构设计，以提高风能的转换效率和稳定性。
同时，为了适应不同的风能资源和环境条件，风机叶片还采用可变桨叶技术，使得风机在不同风速下都能发挥最佳性能。
市场挑战尽管风机叶片市场发展迅速，但也面临一些挑战。
首先，风机叶片的制造成本仍然较高，这限制了其进一步发展和应用。
其次，随着风机装机容量的不断增加，风机叶片的尺寸也在不断增大，这对材料和制造技术提出了更高的要求。
此外，如何更好地进行风机叶片的运输、安装和维护也是一个亟待解决的问题。
市场前景尽管面临一些挑战，风机叶片市场的前景依旧广阔。
众多国家政府的政策支持和环保要求推动了全球风能产业的发展，这将进一步推动风机叶片市场的增长。
与此同时，新材料和技术的不断创新将降低风机叶片的成本，并提高其性能，为风机叶片市场的发展提供更多的机会和空间。
结论风机叶片作为风能装置的关键组成部分，市场需求不断增加。
随着新材料和技术的应用，风机叶片的设计和制造水平不断提高，市场规模不断扩大。
风力发电机叶轮叶片新技术的发展
文 献标 志码 ： Ａ
风能是 世界 上能 源利 用 中增 长 速度 最快 的清 洁
能源 ， 未来 基 于可 持 续 发展 和零 污染 电能 的 一线 是
度 ， 以提 高 叶 片 的 升 阻 比 ， 而 提 高 了 叶 片 的 效 可 因 率 。风 力机 还 可 以通 过 叶片上 加 襟翼来 增加 功 率 。 随着 计算 流 体 力 学 水平 的提 高 ， 种 叶 片几 何 各 优化 的方法 开始 出现 ， 采用 数值 计算 方法 ， 是 叶片 或 边层 的分析 ， 各截 面气 动参数 进 行准 确确 定 ， 现 对 实
发 电机 中叶轮 的最 基 础 和 最 关 键 的部 件 ， 以 叶 片 所
在一 定 输 出 功 率 下 叶 片 的 最 佳 几 何 形 状 和 气 动
设计 。
气 动设 计 的新 方 法可 分 为 两 大类 ： 一类 是 直接
设计 的好 坏 ， 定 了风力 发 电机 的优 劣 。 决
数值 优化 方 法 ， 称 为最 优化 设 计 方 法 ， 将 Ｃ Ｄ 简 它 Ｆ 同最 优化 方法 结合 起 来 ， 过几 何 形 状 的不 断 修 正 通 来 寻 求 目标 函数 的极 值 。另 一 类 是 反设 计 方 法 ， 它 是 首 先给 定希 望达 到 的 气 动状 态 （ 压 力 分 布 ） 通 如 ， 过几 何和 流动 的控 制 方 程 ， 步 逼 近 给 定 的气 动 状 逐
的设 计和 制造 质量 水 平 十 分 重 要 ， 视 为 风 力 发 电 系统 的 关键 技 术 ， 可视 为 代 表 风 力 发 电机 的技 术 被 也
水平。
关 键 词 ： 力 发 电机 ； 风 叶轮 设 计 ； 料 材
中 图分 类 号 ｉ ３ ． ； Ｍ １ ＴＫ ８ １ ３ Ｔ ６ ４
风能利用技术的现状与发展趋势
风能利用技术的现状与发展趋势在当今世界，能源问题日益凸显，寻找清洁、可再生的能源成为当务之急。
风能作为一种丰富、无污染的能源，其利用技术正经历着快速的发展和变革。
风能利用技术的现状可谓成果丰硕。
首先，风力发电场的规模不断扩大。
在许多地区，大型风电场如雨后春笋般出现，一排排高耸的风力发电机矗立在广阔的平原、山脉和近海区域。
这些风电场的发电能力逐渐增强，为当地的电力供应做出了重要贡献。
在技术方面，风力发电机的设计和制造技术取得了显著进步。
叶片的设计更加科学，采用了先进的空气动力学原理，以提高风能的捕获效率。
同时，材料的改进也使得叶片更加坚固耐用，能够承受恶劣的天气条件。
发电机的性能也在不断提升，发电效率更高，稳定性更好。
再者，海上风能的开发逐渐成为热点。
相比于陆地，海上的风能资源更加丰富，而且风速更加稳定。
许多国家和地区纷纷加大对海上风能的投入，建设了大规模的海上风电场。
然而，海上风能开发也面临着一些挑战，如海洋环境的复杂性、建设和维护成本较高等。
目前，风能在全球能源结构中的占比逐渐上升。
一些国家已经将风能作为重要的能源来源之一，制定了相关的政策和规划来推动其发展。
同时，风能的应用领域也在不断拓展，除了发电之外，还用于海水淡化、制氢等领域。
展望未来，风能利用技术有着广阔的发展前景和趋势。
智能化和数字化技术将在风能领域得到更广泛的应用。
通过传感器和数据分析，实现对风力发电机的实时监测和故障预测，提高运行效率和可靠性。
同时，利用人工智能算法优化风电场的布局和运营，进一步提升风能的利用效率。
在技术创新方面，新型的风力发电机设计将不断涌现。
例如，垂直轴风力发电机可能会得到更多的关注和发展，其在低风速环境下具有更好的性能，并且对安装空间的要求相对较低。
此外，储能技术的发展将有助于解决风能的间歇性问题，使得风能能够更稳定地供应电力。
随着技术的进步和成本的降低，风能的应用范围将进一步扩大。
在偏远地区和一些特殊场景，如海上石油平台、海岛等，风能将成为主要的能源供应方式。
海上风力发电技术的创新与发展趋势
海上风力发电技术的创新与发展趋势近年来，海上风力发电作为可再生能源的重要组成部分，逐渐成为各国能源转型的重点关注领域。
海上风力发电技术的创新与发展不仅能够提供清洁能源，还有望推动经济发展和减少温室气体排放。
本文将从创新技术、发展趋势以及面临的挑战等方面进行探讨。
首先，海上风力发电技术的创新为其发展带来了巨大的推动力。
一方面，海上风电场的规模不断增长，由浅水区逐渐扩展到深水区。
深水风电利用浮式结构、悬链式钢管桩等创新设备实现了海上风电资源更为广泛的利用。
另一方面，涡轮增压发电技术、翼型创新等新型风机设计使得海上风电设备效率大幅提升。
这些创新技术不仅拓展了海上风电场的规模，还提高了其经济性和可靠性。
其次，海上风力发电技术的发展呈现出一些明显的趋势。
首先是风机规模的不断增大。
通过提高风机的装机容量和升降机制的改进，大型海上风机逐渐成为发展方向。
大型海上风机能够更有效地利用风资源，提高发电效率。
其次是海上风电场的远离岸线发展。
高容量电缆技术的发展使得远离岸线的海上风电场成为可能，能够更好地利用优质的风能资源。
另外，海上风电技术正逐渐走向浅海、中深水区和深海。
海上风电技术在更多的水域进行布局，将进一步扩大清洁能源的供应范围。
此外，海上风力发电技术还面临一些挑战。
首先是设备和运维成本的压力。
由于海上风电场的建设和运营成本较高，限制了其进一步发展。
因此，如何降低设备成本和运维成本成为解决的重要问题。
其次是能源储存和输电技术的限制。
海上风电场往往需要将发电的能量输送到离岸进一步传输到岸上，这就需要解决长距离输电的问题。
同时，能源储存技术也需要得到进一步改进，以解决能源不稳定性的问题。
最后是环境评估和生态保护的挑战。
海上风电场的建设和运营可能对海洋生态环境造成一定的影响，因此需要加强环境评估和生态保护措施，实现可持续发展。
综上所述，海上风力发电技术的创新与发展正以日新月异的态势蓬勃向前。
通过不断推动创新技术的应用和发展趋势的引导，海上风力发电有望成为未来可再生能源的主导之一。
风力发电叶片加长改造分析及研究
风力发电叶片加长改造分析及研究随着可再生能源的发展，风力发电作为一种清洁能源逐渐得到了广泛应用。
风力发电机的叶片是将风能转化为机械能的关键组件，对于提高风力发电机的效率至关重要。
本文将对风力发电叶片加长改造进行分析及研究。
首先，为什么要进行风力发电叶片加长改造？风力发电叶片的长度与转换的功率成正比，也就是说叶片越长，转换的风能越大，发电功率越高。
叶片加长改造可以增加风力发电机的输出功率，提高其经济性和竞争力。
其次，风力发电叶片加长的具体方法有哪些？可以从材料的选择、叶片的结构设计等多个方面进行改造。
首先，材料的选择可以考虑使用更轻、更坚固的材料，如碳纤维材料，从而减轻叶片的重量，提高叶片的刚度。
其次，叶片的结构设计可以优化叶片的形状和布局，增加叶片的长度。
例如，可以采用折叠式叶片设计，使得叶片在运行时能够伸展出更大的长度。
另外，还可以考虑增加叶片的数量，使得整个叶片系统的长度更长。
然后，风力发电叶片加长改造会对风力发电机的性能产生哪些影响？首先，叶片加长能够增加风力发电机的截风面积，从而可以捕捉到更多的风能。
其次，叶片加长可以增加风力发电机的转动力矩，提高其输出功率。
另外，叶片加长还可以增加发电机的启动风速，提高发电机的启动效率。
然而，叶片的加长也会带来一些挑战，如材料的承受能力、叶片的重量和刚度等方面需要更多的考虑和改进。
最后，风力发电叶片加长改造的发展趋势是什么？随着科技的进步，材料的性能将会不断提升，叶片加长改造将会更加广泛应用。
此外，随着智能化技术的发展，可以考虑在叶片上增加传感器和控制器，实现对叶片的智能化控制，进一步提高风力发电机的性能和效率。
综上所述，风力发电叶片加长改造对于提高风力发电机的效率和经济性具有重要意义。
通过优化材料、结构设计和加强智能化控制，风力发电叶片加长改造将会在未来的风力发电领域中发挥越来越重要的作用。
风力发电叶片切割技术的研究与发展趋势
风力发电叶片切割技术的研究与发展趋势随着全球对可再生能源的需求越来越大，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式受到了广泛关注。
而作为风力发电机的关键部件之一，叶片的切割技术对于风力发电的效率和成本具有重要影响。
因此，研究和发展风力发电叶片的切割技术具有非常重要的意义。
一、风力发电叶片切割技术的现状1. 传统的叶片切割技术传统的风力发电叶片切割技术主要采用手工切割或机械切割的方式。
手工切割需要大量的人力和时间，效率低且成本高。
机械切割虽然可以提高效率，但需要大型设备和专业操作员，成本也相对较高。
2. 先进的叶片切割技术为了提高风力发电叶片切割的效率和质量，研究人员开发了一系列先进的切割技术。
其中最常见的是激光切割技术和水刀切割技术。
激光切割技术利用高能激光束对叶片进行切割，具有高精度、高效率和无碎屑的优点。
而水刀切割技术则是利用高压水射流对叶片进行切割，不会产生热变形和机械应力，同时可适用于不同材料的切割。
二、风力发电叶片切割技术的发展趋势1. 自动化生产随着工业技术的进步和自动化设备的普及，风力发电叶片切割技术也趋向于自动化生产。
通过引入机器人和自动化控制系统，可以实现叶片切割的全自动化和高效率生产，大大提高生产效率和质量稳定性。
2. 切割精度的提高风力发电叶片的切割精度对于叶片的结构和性能具有重要影响。
随着精密加工技术的不断发展，风力发电叶片切割技术也在不断提高切割精度。
利用高精度切割设备和先进的切割控制算法，可以实现更高精度的叶片切割，提高叶片的结构强度和风能利用效率。
3. 新材料的应用风力发电叶片的材料选择对于切割技术的研究和发展具有重要影响。
传统的叶片材料主要是玻璃纤维增强树脂复合材料，但随着材料科学的进步，新材料如碳纤维复合材料以及先进的纳米材料开始应用于叶片制造。
这些新材料具有更高的强度、刚度和抗疲劳性能，同时也对切割技术提出了更高的要求。
因此，研究和改进适用于新材料的切割技术将成为未来的发展趋势。
风电叶片制造工艺的自动化发展综述
风电叶片制造工艺的自动化发展综述风能作为清洁能源的重要组成部分，已经成为世界各国重要的能源发展方向之一。
而风力发电作为风能的主要利用方式之一，受到了广泛关注。
风力发电的核心部分就是风电叶片，其制造工艺和质量直接影响着整个风力发电的效率和可靠性。
随着科技的不断发展，风电叶片制造工艺的自动化水平不断提高，也为风力发电行业注入了新的活力和动力。
本文将对风电叶片制造工艺自动化发展进行综述，以期为相关研究和实践工作提供一定的参考和借鉴。
一、风电叶片制造工艺的传统方法传统的风电叶片制造工艺主要通过人工操作和简单的机械设备进行，其具体流程主要包括叶片结构设计、材料准备、叶片模具制造、叶片制作等环节。
在这一传统工艺中，由于人工操作的不稳定性和机械设备的限制，往往导致叶片质量不稳定、生产效率低下、成本高昂等问题。
迫切需要引入自动化工艺来提高风电叶片的制造质量和效率。
二、风电叶片制造工艺自动化的发展现状随着风力发电行业的迅速发展和自动化技术的不断成熟，风电叶片制造工艺自动化水平也在不断提高。
目前，风电叶片制造工艺自动化主要包括以下几个方面的发展：1、自动化设计软件的应用风电叶片的结构设计是影响叶片质量和性能的关键因素之一。
传统的叶片设计主要依靠工程师的经验和简单的计算工具，往往无法满足叶片复杂结构和高性能的需求。
而现在，随着CAD/CAM技术的不断发展，越来越多的风电叶片制造企业开始引入先进的设计软件，如SolidWorks、CATIA等，利用这些软件可以实现叶片结构的自动化设计和分析，大大提高了叶片设计的精度和效率。
2、自动化材料切割和成型技术风电叶片的材料主要是玻璃纤维增强塑料（GFRP）和碳纤维增强塑料（CFRP）等复合材料。
传统的叶片材料切割和成型主要依靠手工操作和简单的机械设备，效率低下且易出现浪费和变形等问题。
而现在，随着自动化切割和成型技术的不断发展，如数控切割机、自动复合材料成型设备等，可以实现对叶片材料的精确切割和成型，提高了材料利用率和叶片质量。
新能源领域中的风电装备研发与应用
新能源领域中的风电装备研发与应用第一章：引言随着全球能源需求的快速增长和对气候变化的关注，越来越多的国家开始转向新能源。
其中，风能作为一种清洁、可再生能源，备受关注而得到快速发展。
风电装备是风能领域的重要一环，是实现风能利用的关键。
本文将从风电装备的研发和应用两个方面，对新能源领域中的风电装备进行分析和讨论。
第二章：风电装备研发风电机组，作为风电装备的主要组成部分，其中的关键技术研发十分重要。
主要的技术包括叶片、机组控制系统、轴承及齿轮传动系统等。
1.叶片技术的发展叶片是风电机组最重要的组成部分之一，其质量和性能直接影响到风电机组的发电效率、稳定性和使用寿命。
目前，大部分的风电叶片采用玻璃纤维增强塑料进行制造。
随着技术的不断进步，新的叶片材料如碳纤维、生物基材料等也被广泛研究和应用。
这些新材料能够提供更高的强度和更好的抗腐蚀性，可以更好地适应复杂的气候条件和强风环境。
2.机组控制系统技术的进步机组控制系统是风电机组的“大脑”，能够实现对风电机组的控制和监控。
随着计算机技术的进步，机组控制系统的功能不断完善。
目前，机组控制系统可以实时监测风机的工作状态和风力情况，通过调整电机转速、叶片角度等参数，实现风电机组的优化控制，提高发电效率和稳定性。
3.轴承和齿轮传动系统技术的升级一些关键部件如轴承和齿轮传动系统，通常需要承受高速旋转、高负载和复杂工况等严酷的工作环境。
因此，研发具有更高可靠性和更好性能的轴承和齿轮传动系统显得尤为重要。
目前，液力传动、气力传动和电磁传动等新技术被广泛研究和应用。
这些技术可以提供更高精度、更好的控制性能和更高的工作效率。
第三章：风电装备应用应用联合循环系统风能天然存在着不稳定问题，风速和风向的变化不可控制并对能量产出产生负面影响。
因此，如何使风电机组在不稳定的风量工况下也保持较高的发电效率和稳定性，成为风电装备应用的重要发展方向。
联合循环系统是一种新型风电机组系统，可以通过风能和太阳能的协同工作来提供更加稳定的能源供应。
风电技术创新如何推动海上风电规模化发展
风电技术创新如何推动海上风电规模化发展在全球能源转型的大背景下，海上风电作为一种清洁、可再生的能源形式，正逐渐展现出巨大的潜力。
而风电技术的不断创新，无疑是推动海上风电规模化发展的关键力量。
首先，叶片技术的创新是提升海上风电效率的重要一环。
叶片是风力发电机捕获风能的关键部件，其设计和制造技术的进步直接影响着风能的转化效率。
随着材料科学的发展，新型复合材料的应用使得叶片更加轻盈、坚固且耐腐蚀性强。
更长、更高效的叶片设计能够增加扫风面积，从而捕获更多的风能。
同时，先进的空气动力学研究让叶片的外形更加优化，减少了风阻，提高了风能的利用效率。
其次，发电机技术的创新为海上风电规模化发展提供了强大的动力支持。
直驱式和半直驱式发电机的出现，减少了传动部件，降低了能量损耗和维护成本。
大容量的发电机能够提高单机发电功率，减少海上风电场中风机的数量，降低建设和运维成本。
而且，智能控制技术的应用使得发电机能够根据风速和风向的变化实时调整工作状态，实现最优的发电性能。
再者，海上风电的基础和塔架技术的创新也至关重要。
由于海上环境复杂，风浪、海流等因素对基础和塔架的稳定性提出了更高的要求。
新型的基础形式，如单桩基础、导管架基础和浮式基础等不断涌现。
单桩基础适用于浅海区域，施工相对简单；导管架基础则在中等水深区域具有较好的稳定性；浮式基础为深海风电开发提供了可能。
塔架的设计也在不断改进，以适应不同水深和海况，同时提高结构的强度和可靠性。
另外，储能技术的创新对于海上风电的规模化发展具有重要意义。
由于风能的间歇性和不稳定性，储能系统能够将多余的电能储存起来，在需要时释放，从而提高电力供应的稳定性和可靠性。
新型的电池技术，如锂离子电池、液流电池等，在能量密度、充放电效率和使用寿命等方面不断取得突破。
同时，储能系统的管理和控制技术也在不断优化，实现了与海上风电的高效协同运行。
海上风电的运维技术创新也是不容忽视的。
随着海上风电场规模的不断扩大，高效的运维管理成为降低成本、提高发电效率的关键。
风力发电的新技术和设备
风力发电的新技术和设备随着环保意识的日益增强，风力发电已成为全球越来越受欢迎的清洁能源。
其中，风力发电的新技术和设备不断研发和应用，为风电行业注入了新的动力。
一、叶片材料创新风力发电的核心装置之一就是叶片。
传统的叶片材料主要是玻璃纤维增强塑料，但是这种材料有着重量大、脆性强等缺点，影响了风力发电机组的效率和稳定性。
因此，研究人员开始尝试使用新型材料制造叶片，例如碳纤维增强塑料、生物基复合材料等。
这些材料具有轻质、强度高、抗腐蚀等优点，可以大幅提升风力发电机组的效率和可靠性。
二、集群控制系统风力发电机组的运行需要考虑到风的各种因素，因此，在风电场里，一般需要有多台风力发电机组一起协同工作。
为了协调多台风力发电机组的运行，保证整个风电场的运转效率和稳定性，研究人员开发了集群控制系统。
这种系统可以将多个风力发电机组的数据进行智能分析和加工，实现发电量的最大化，并且可以通过不同的运行策略来调整整个风电场的输出。
三、直驱技术的应用传统的风力发电机组多采用间接驱动方式，即通过齿轮箱将叶轮的旋转转换成电能输出。
但是，这种方式存在着能量的损耗和维护成本高等问题。
因此，一种新的直驱技术正在被越来越多的风力发电机组采用。
这种技术直接将叶轮的旋转转换成电能输出，没有中间环节，从而降低了能量损耗和维护成本，同时提高了风力发电机组的效率和稳定性。
四、智能化维护系统风力发电机组的维护工作对于整个风电场的运行很关键。
传统的维护方式需要人工不断巡检，难以保证全面性和及时性。
为了提高风力发电机组的维护效率和减少故障率，研究人员推出了智能化维护系统，该系统可以通过传感器和数据采集设备实时监测风力发电机组的运行状态，当风力发电机组出现故障时，系统会自动预警，并派遣工作人员进行修理。
这样可以大大降低人力成本和减少故障率，提高了整个风电场的运行效率。
总结：风力发电的新技术和设备的不断创新和应用，为风电行业注入了新的生机。
叶片材料的创新、集群控制系统的应用、直驱技术的发展以及智能化维护系统的推广，都为风力发电机组的效率和可靠性提供了更好的保障。
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风力发电机叶轮叶片新技术的发展贾玉梅(包头职业技术学院,内蒙古包头014030)摘 要:对风力发电机叶轮叶片的结构形状设计、风力发电领域中叶片材料的进展、叶片制造工艺进展等方面进行了研究,并在此基础上介绍了国内外风力发电机产品的特点和发展。
由此分析得出:叶片的设计和制造质量水平十分重要,被视为风力发电系统的关键技术,也可视为代表风力发电机的技术水平。
关键词:风力发电机;叶轮设计;材料中图分类号:T K831.3;TM614 文献标志码:A 风能是世界上能源利用中增长速度最快的清洁能源,是未来基于可持续发展和零污染电能的一线希望。
目前,风力发电已进入商业化发展的前期阶段,与之相配套的叶轮技术的发展也十分迅速[1]。
风力发电机的风轮是接受风能的最主要部件,其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证风力发电机组正常稳定运行的决定因素。
而叶片又是风力发电机中叶轮的最基础和最关键的部件,所以叶片设计的好坏,决定了风力发电机的优劣。
1 风力发电机叶轮叶片的形状设计构成风力机叶轮叶片的性能如何,直接影响风能转换的效率。
叶片因风力机的种类而异,第一批风车的叶片是由覆盖亚麻布的木架构成的,叶片由支撑杆两边的木架支承。
后来木梁移至叶片的后缘以改善空气动力效率。
低速风轮采用薄而略凹的翼型;现代高速风轮都采用流线型叶片。
其叶片翼型通常从NACA和G ottigen系列中选取。
这些叶片翼型的特点是阻力小,空气动力效率高,而且雷诺数也足够大。
早期的水平轴风力机风轮叶片普遍采用航空翼型,例如NACA44xx和NACA230xx,因为它们最大升力系数高,桨距动量低和最小阻力系数低。
实践表明,标准航空类翼型并不适合于风力发电机应用。
随着风力机的发展,叶轮叶片在满足空气动力学的基础上已设计出KLA R K2Y型、NACA型、FX 型、双羽型、C型梁、D型梁叶片、变桨距叶片。
在国内,风力机翼型的研究工作仍停留在普通航空翼型阶段,最有代表性的是NACA系列,对新翼型的研究很少。
由于缺乏风力机专用新翼型的几何参数和气动性能参数,直接影响了我国大型风力机气动设计水平。
风力发电机提高风轮的效率可以多发电,按照传统的观点,叶片表面应是愈光滑愈好,但是最新的研究发现,在叶片表面某部位,增加局部粗糙度,可以提高叶片的升阻比,因而提高了叶片的效率。
风力机还可以通过叶片上加襟翼来增加功率。
随着计算流体力学水平的提高,各种叶片几何优化的方法开始出现,采用数值计算方法,或是叶片边层的分析,对各截面气动参数进行准确确定,实现在一定输出功率下叶片的最佳几何形状和气动设计。
气动设计的新方法可分为两大类:一类是直接数值优化方法,简称为最优化设计方法,它将CFD 同最优化方法结合起来,通过几何形状的不断修正来寻求目标函数的极值。
另一类是反设计方法,它是首先给定希望达到的气动状态(如压力分布),通过几何和流动的控制方程,逐步逼近给定的气动状态,求得满足给定流场的气动翼型,它克服了传统翼型设计方法的许多缺点,具有广泛的应用前途。
例如浓缩风能型风力发电机叶轮,能够在高风速时采用流体力学原理自动限速而实现不停机连续发电的特殊功能。
浓缩风能型风力发电机的中央流路流场特性是叶轮叶片设计的主要依据之一。
根据风洞试验结果,先是设计了15种不同叶片数、不同实度的叶轮,其中变截面叶轮为叶根弦长大、叶尖弦长小,翼型为NACA型叶片。
然后在此基础上考虑影响叶轮风能利用系数等因素,着重设计一种适合浓缩风能装置流场特性的系列化独特叶轮,其功率为600W的叶根弦长小,叶尖弦长大的变截面叶片。
综合国内外叶轮设计理论初步建立大、中、小型浓缩风能型风力发电机系列化叶轮设计理论体系。
新型叶轮经试验证明,与普通型风力发电机相比,在相同的功率下,浓缩风能型风力发电机实现了小直径下达到额定功率的目标。
而小直径叶轮的功率输出,其驱动叶轮的是经过加速、整流和均匀化的自然风,减少了叶轮受冲击载荷的破坏[7],提高了叶轮和机组的寿命,为浓缩风能型风力发电机向中、大型并网式机组・34・《新技术新工艺》・数字技术与机械加工工艺装备 2008年 第10期发展奠定了一定的基础。
综上所述,浓缩风能型风力发电机叶轮具有切入风速低、输出功率大、风能利用率高而且叶轮直径小、噪音低、成本费用低等特点。
2 风力发电机叶片制造材料的进展1970年的风力机叶片主要有钢材、铝材或木材制成,今天选择的材料以E2玻纤增强塑料(GFRP)居多,目前已开始采用碳纤维复合材料(CFRP),叶片材料的开发顺应了叶片大型化和轻量化的发展方向。
1)木制叶片及布蒙皮叶片近代的微、小型风力发电机也有采用木制叶片的,由于木制叶片不易做成扭曲型,而常采用等安装角叶片。
大、中型风力发电机很少采用木制叶片,采用木制叶片需用强度很好的整体方木做叶片纵梁来承担叶片在工作时所必须承担的力和弯矩。
2)钢梁玻璃纤维蒙皮叶片叶片在近代采用钢管或D型型钢做成纵梁,钢板做肋梁,内填泡沫塑料外覆玻璃钢的结构形式,一般在大型风力发电机上使用。
叶片纵梁的钢管及D型型钢从叶根至叶尖的截面应逐渐变小,以满足叶片的扭矩要求并减轻叶片重量,即做成等强度梁。
3)铝合金等弦长挤压成型叶片用铝合金挤压成型的等弦长挤压成型叶片易于制造,可连续生产,又可按设计要求的扭曲进行扭曲加工,叶根与轮毂连接的轴及法兰可通过焊接或螺栓连接来实现。
铝合金叶片重量轻、易于加工,但不能做到从叶根至叶尖渐缩的叶片,因为到目前为止,世界各国尚未解决这种挤压工艺。
4)玻璃钢叶片所谓玻璃钢(glass fiber rein2 forced plastic,简称GFRP)就是环氧树脂、不饱和树脂等塑料渗入长度不同的玻璃纤维而做成的增强塑料。
增强塑料强度高、重量轻、耐老化,表面可再缠玻璃纤维及涂环氧树脂,其他部分填充泡沫塑料。
玻璃纤维的质量还可以通过表面改性、上浆和涂覆加以改进。
5)玻璃钢复合叶片到20世纪末,世界工业发达国家的大、中型商品风力发电机的叶片,基本上采用型钢纵梁、夹层玻璃钢肋梁及叶片根与轮毂连接用金属结构的复合材料做叶片[2]。
美国的研究表明,采用射电频率等离子体沉积法涂覆E2玻纤,其耐拉伸疲劳就可以达到碳纤维的水平,而且经这种处理后可以降低能实际上导致损害的纤维间微振磨损。
6)碳纤维复合叶片对叶片来讲,刚度也是一个十分重要的指标。
研究表明,碳纤维(carbon fi2 ber,简称CF)复合材料叶片刚度是玻璃钢复合叶片的2～3倍。
虽然碳纤维复合材料的性能大大优于玻璃纤维复合材料,但价格昂贵,影响了它在风力发电上的大范围应用。
因此,全球各大复合材料公司正在从原材料、工艺技术、质量控制等各方面深入研究,以求降低成本。
据国际咨询公司Utili Point总裁Bob Bel2 lemare称:对于风力发电机而言,碳纤维是即将来临的潮流。
因此,玻璃纤维和碳纤维是目前叶片制造中最为重要的2种材料。
3 风力机叶片制造工艺新技术风机叶片是风力发电系统的关键部件,直接影响着整个系统的性能,并要求具有长期在户外自然环境条件下使用的耐候性和合理的价格。
因此,叶片的设计和制造质量水平十分重要,被视为风力发电系统的关键技术和其技术水平的主要代表。
过去,叶片成型工艺除来自美国的拉挤成型外,其余一律采用手糊工艺(Hand Lay2up)制造[3]。
手糊工艺的主要特点在于手工操作、开模成型、生产效率低以及树脂固化程度往往偏低。
适用于产品批量较小、质量均匀性要求较低的复合材料制品的生产。
此外,手糊工艺往往还会伴有大量有害物质和溶剂的释放,有一定的环境污染问题。
因此,目前国外的高质量复合材料风机叶片往往采用RIM(聚胺酯反应注射成型)、R TM、缠绕及预浸料/热压工艺制造。
其中RIM工艺投资较大,适宜于中小尺寸风机叶片的大批量生产(>50,000片/年);R TM工艺适宜于中小尺寸风机叶片的中等批量生产(5,000～30,000片/年);缠绕及预浸料/热压工艺适宜大型风机叶片批量生产。
由此看出,R TM工艺属于半机械化的复合材料成型工艺,将设计好的干纤维预成型体放到模具中并合模,随后的工艺则完全靠模具和注射系统来完成和保证,没有任何树脂的暴露,因而对工人的技术和环境的要求远远低于手糊工艺并可有效地控制产品质量。
R TM工艺采用闭模成型工艺,特别适宜一次成型整体的风力发电机叶片(纤维、夹芯和接头等可在一次模腔中共成型),而无需二次粘接。
同时由于采用了低粘度树脂浸润纤维以及采用加温固化工艺,大大提高了复合材料质量和生产效率。
R TM工艺生产较少依赖工人的技术水平,工艺质量仅仅依赖确定好的工艺参数,产品质量易于保证,产品的废品率明显低于手糊工艺。
R TM工艺与手糊工艺的区别还在于R TM工・44・《新技术新工艺》・数字技术与机械加工工艺装备 2008年 第10期艺的技术含量高于手糊工艺。
因此,由以上的分析和比较可看出,采用复合材料R TM树脂传递模塑工艺技术替代风力发电机叶片手糊制造工艺,具有生产效率高、产品质量好、力学性能强等特点。
同时可明显减少树脂有害成份挥发对人体和环境造成的危害,是当前风力发电机叶片制造技术的主要发展方向。
4 国内外风力发电机叶轮叶片产品的特点早在1988年,美国的Charles F.Brush建立了世界上第一个用于发电的风力机,叶片采取平板设计,故效率较低。
1891年,丹麦的Poul LaCour教授首先将气体动力学引入风力机的研究[4]。
但此时空气动力学尚不够准确,故叶片的设计仍不很理想。
20世纪初,空气动力学的蓬勃发展和飞机的发明使人们对叶片的气动设计更为重视,它决定了整个风力机能从风中提取的能量多少及其转化效率。
现代风力机大都采用水平轴转子、叶片多采用轻型玻璃钢纤维强化新材料,三叶片翼面形状。
在保护系统方面,由于采用顺桨机构的阻尼装置和紧急制动阀,在风速过大时可自动减速,遇到台风时,叶片能自动停止运行,实现自动保护。
由于采用大型风力发电机、新型叶片设计、高级新型材料以及符合空气动力学的控制装置等。
使风力发电能力大大提高,从而降低了发电成本。
后来风力机设计者开始采用风轮,由此特殊设计的新型叶片,在美国、瑞典和丹麦等风能技术发达国家都有各自的叶片系列。
其中以瑞典的FFA2W 系列翼型最具代表性,FFA2W系列叶片的优点是在设计工况下具有较高的升力系数和升阻比,并且在非设计工况下具有良好的失速性能。
目前世界上生产叶片的3个顶级公司(丹麦L M公司;丹麦AS公司;德国Ener2com)占世界玻璃钢(FRP)叶片总产量的83%,其叶片直径也从十几米发展到一百多米。
当今,最大的商用风力涡轮机拥有104米翼展,发电功率达0.36万千瓦,足以为1000个美国家庭供电。
在2006年2月,“德国电力系统”公司在汉堡附近,启动了1台示范风力涡轮机,发电功率为0.5万千瓦,其翼展达126m。