近期,经常被问到风电相关的问题。
于此,我将会在此进行统一梳理,希望能给到大家一些帮助。
作为风电机组最重要的部件之一,风电叶片是决定风能利用率的关键,直接影响机组的发电效率与成本(约占风机成本15%-20%)。
随着风电机组单机功率的不断提升,风电叶片大型化成为趋势,因此对叶片的材料、尺寸等要求也越来越高。
为此,我司结合二十余年对高性能树脂材料研究、生产和应用经验,特为风电行业提供了一整套解决方案。
风电叶片结构 风电机叶片是一个复合材料制成的薄壳结构,目前市场上主流风电叶片结构包括主梁系统、上下蒙皮、叶根增强层等,其中主梁系统又包括主梁与腹板。
风电叶片的主梁负责主要承载,提供叶片刚度及抗弯和抗扭能力;腹板负责支撑截面结构,预制后粘接在主梁上;蒙皮形成叶片气动外形用于捕捉风能,通常在形成主梁结构后,上下蒙皮通过前、后缘与主梁结构粘接成为叶片;叶根增强层将主梁上的载荷传递到主机处。
风电叶片结构图 从风电叶片原材料来看,主要由树脂基体(36%)、增强材料(28%)、芯材(12%)、粘接剂(11%)等构造。
其中树脂为基体提供韧性与耐久度;增强纤维材料则主要提供结构足够的刚度与强度,芯材用于提高叶片的稳定性。
风电叶片材料图风电叶片拉挤大梁用环氧树脂 风电叶片大梁是风力发电机叶片的主承力部件,相当于人的脊梁骨,长长的叶片靠大梁起支撑作用。
从工艺角度来看,碳纤维风电叶片大梁常见的3 种制造工艺分别为大克重预浸料、碳纤维织物真空导入、拉挤成型。
其中,拉挤工艺相对来说效率更高、成本更低,而且纤维含量高,质量稳定,连续成型易于自动化,适合大批量生产。
风电叶片大梁拉挤工艺的优势具体体现为:(1)拉挤工艺碳纤维板材体积含量达 69%,明显高于预浸料和真空灌注,纤维含量高使拉挤法碳纤维高强高模轻质效果更好,能应用于刚度要求非常高、主梁疲劳富余量非常大的叶 片; (2)标准件生产方式明显提高生产效率,保证产品性能一致性和稳定性,同时有效降低运输成本和组装整体成型成本; (3)预浸料和真空灌注都有一定边角废料,而拉挤法极少。
风电叶片截面图 目前拉挤大梁正逐步替代真空灌注工艺制备的大梁,成为风电叶片主流生产工艺。
国内风电叶片及主机厂家陆续推出了碳纤维或碳玻混合拉挤大梁叶片。
上海富晨企业集团针对风电叶片拉挤大梁解决方案,研发出FXR/FXC-550 拉挤环氧树脂,可有效提升叶片的综合性能,助力风电叶片“轻量化”、“大型化”发展。
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