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碳纤维风力发电机叶片的优点

澳门赌搏网站大全:2017-02-13 13:00阅读次数:
  风力发电属干“绿色”能源,在发电过程中无污染,其驱动力是取之不尽,用之不竭的自然风。风力发电钒向大功率方向发展,叶片愈来愈大长,以1.5MW主流大型风力发电机为例,叶片长34-37m,每片重约6t(玻璃钢),技术难度相当大。
 
碳纤维板加工
(图示:碳纤维板加工件)
 
  目前制造复合材料叶片大多用玻璃纤维增强树脂基复台材料(GFRP),少量用碳纤维复合材料(CFRP)因为前者价格低,生产成本低,后者价格高。虽然CFRP整体性能要优于GFRP,还不能大批量应用,需要有个过渡期。从发展趋势来看,CFRP叶片将是主流产品。碳纤维复合材料具有许多优异性能,是制造风力发电机叶片的最佳选材之一。这些优性能主要归纳为以下几个方面。
 
  1、比强度和比模量高,重量轻。用CFRP制造叶片重量要比GFRP轻30%左右。叶片轻量化的波及效果也十分显著,使传动系统、塔架和平台等都可实现轻量化,整体重量下降。
 
  2、CFRP的刚性大,约比GFRP大两倍以上。这不仅有利于设计预弯曲外形,而且在运转过程中叶片旋转面与塔架之间容易保持一定间距,使其长期稳定地运转。
 
  3、CFRP具有优异的振动阻尼特性,不易起振,振动后又容易衰减停振,这样可避免叶片的自然振动频率与其他的短暂振动频率之间发生共振的可能性,使系统稳定运转。
 
  4、CFRP的疲劳强度高,使用寿命长,可满足20年的设计要求。大气环境经常发生变化,风速、风向多变。尤其是大气紊流造成叶片颤动和周期性载荷,往往会导致疲劳断裂。采用抗疲劳高的CFRP,使用寿命长。
 
  5、耐腐蚀,适应环境性强,碳纤维耐酸、耐碱和耐盐,耐腐蚀性非常强,用CFRP制造的风机叶片可适用于沿海地区、盐碱地域或酸碱环境,可经得起长时间的浸蚀。

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