复合材料风机叶片发展趋势

　　求质量分布均匀性好等特点。采用复合材料制造风机叶片可以充分利用复合材料的可设计性，对叶片的强度刚度固有频率等基本参数进行优化设计。对于复杂的外形和面要求，利用复合材料可以制作出形状复杂轻质高强的叶片，而且维修性好周期短可以现场施工。由于复合材料具有疲劳强度高缺口敏感性低内部阻尼大耐候性优良的特点，用于风机叶片制造可以取得优异的综合性能。

　　1国外发展现状及趋势1.1国外复合材料风机叶片发展现状风力发电市场发展迅速。十年来，风力发电机容量年平均增长率为27，近6年平均增长率超过30，2002年较2001年增长38.至2002年底风电总装机容量已达3100万贾。目前美国已有约2万台风力发电机组在运行，预计2050年风力发电将占美国发电总量10.德国风电已占全国发电总量5，并计划到2030年取消核能发电，并出台了系列政策鼓励发展可再生能源，德国风力发电机容量已超过1000万评，居世界第位，是我国同期风力发电机容量的23倍，而国土面积仅占我国的十七分之。据欧洲风能协会1999年在布鲁塞尔发的项国际能源研究报告指出，到2060年可再生能源将占世界能源总量的50以上。风力发电到2020年可提供世界电力需求的10，创造170万个就业机会，并在范围内减少100多亿1氧化硫废气排放。

　　1.2国外风机叶片发展趋势现代风力发电机组技术发展趋势是向大单机容董的方向发展。我国2001年安装的风力发电机组平均单机容量为632，同期为920贾。至2002年少，16公司在已累计安装了499台6，型1.3阽机型，占其全部10个机型总装机容量的42.2.目前发达国家将。5砧识风力发电机组作为陆地安装的主导机型。对于陆地安装的1.5刑以上的机型，每KW综合成本明显增加。2MW以上的商业机组般仅安装于海上风力场。

　　并网发电用风力发电机组从200kW300kW起步，600kW750kW机组在风电领域度成为主流。近年来，级风机已成为国外风电市场上的主要产品，如美国主流机型为1.5，丹麦主流机型为2.03.0.在2004年的汉诺威。博会上4.5河1的风电机组也已面世。

　　MW级发电机组具有单机容量大单位kW配套费用低土地占用面积小等优势，研发生产MW级风机是风电发展的必然趋势。

　　风机叶片作为风力发电机组的关键部件，其叶型设计和所用的材料直接影响机组的性能和功率，也决定风力发电每1的价格。级的风机叶片长度般超过251叶片占整个风电装置成本的152013国外叶片研制向大型化，低成本性能轻量化发展，已开发出54m的全玻纤复合材料叶片，其单位kWh成本很低，同时开发横梁和端部使用少量的碳纤维的61大型叶片。目前国内的技术仅可实现了23.5叶片750批产化，灰级的风机叶片全部依赖于进口。风电机组中采用复合材料的部件有叶片机舱罩和导流罩等部件，用量大的是叶片。风力发电装置关键核心的部分是转子的叶片。世界各大风电公司都非常重视叶片的研制工作。级的风机叶片长度般都超过25，这种叶片对传统材料和工艺提出了挑战。

　　国外叶片研制向大型化，低成本性能轻量化发展。LM公司现已开发54m的全玻纤复合材料叶片，其单位成本很低，同时开发横梁和端部使用少量碳纤维的61大型叶片，以开发5MW风机。德国N0dexR0t0r公司则开发56m长的碳纤维叶片，他们认为当叶片尺寸大到定程度时，由于使用碳纤，材料用量的减少可使其成本不高于玻纤复合材料。N0rdex公司现已开发的44，1叶片仅重9.61.

　　2国内发展趋势2.1国内复合材料风机叶片发展现状我国从20世纪70年代末期自行开发了多种1001充电用的风电机组，在牧区和海岛得到迅速推广，促进了农村电气化，而且初步形成产业，年生产能力达到1万多台，居世界第，有的产品还销售到国外市场。但在20世纪80年代以后，我国与世界风电机的水平差距越来越大，在设计材料工艺和生产制造上的差距，使我国研制风电机的水平远落后于世界先进国家的水平。

　　在累计的市场份额中，国产机组从2003年的15.4上升到2004年的18，金风科技从8.8上升到12，占国内产品的66.进口产品中，丹麦的，0，公司保持总量第，占累计装机容量的30，进口机组的36.数据充分说明，在风电主机方面，目前仍是进口机组为主的局面，国内机组以新疆金风科技的6001机组为主，西安维德在2004年装机也仅有14台600kW机组。叶片方面，进口机组有些选用LM公司的叶片，有些直接从国外与整机起进口。国内只有保定惠腾具备批产能力，配套金风科技等公司的机组。惠腾的600kW机组叶片的价格要比国外产品的低20左右。在国家有关部门规定在特许权项目中风电机组本土化率不低于70的要求下，批有实力的大企业准备进军风电机组制造业，在这样的大环境下，风机叶片项目呈现光明的前景。随着我国风电市场的迅猛发展和国家相关政策的出台，从风电机组到风机叶片的国产化步伐会逐渐加快。国内现有的风机叶片制造商已欲加大研发及制造技术等领域的投人，些拥有技术储备的企业也将步入这个行业。未来几年内，国内风电机组及风机叶片将打破基本上完全依赖进口的局面，叶片制造领域将会出现23家具有竞争力的企业，结束国外叶片制造企业垄断国内市场的局面。

　　目前，国产750评风机叶片市场销售价格约为65万元套，而肘级叶片国内尚无产品问世，均需从国外采购。世界上风力发电叶片大的制造商是丹麦的LMGLASFIBER公司，在天津市设有独资的制造厂，12叶片的售价约为0万套，1.5，叶片的售价约为200万元套。

　　公司名称风电机功率尸沿叶片情况年产量台备注公司情况中航保定惠腾风电设备有限公司艾尔姆玻璃纤维制品天津有限公司上海玻璃钢研究所玻璃纤维叶片，3片；正在开发1.2及1.3阽识叶片中美合资丹麦独资投资7，万美元自立研制北京万电公司长22！碳纤维叶片，3片已装4台变浆距与国外的主要差距现在①国内仅具有750kW风电机复合材料叶片的制造技术，尚无兄级叶片的设计制造技术；国内大多以手糊工艺为主，而国外，人尺撕，30阳，5，1和高强芯材发泡等技术已应用于特大型叶片成型；国内仅有23.51左右的叶片生产工艺技术，而国外已拥有55米左右的特大叶片工业化生产技术。

　　2.2国内复合材料风机叶片发展趋势翼型复杂化。复合材料叶片由航空翼型向风电机翼型发展，随着风机容量不断增大，叶片的长度和厚度也相应增加。同时，为了提风电机的效率，在制造过程中还要加大叶片的升阻比，叶片翼形更加复杂。

　　开发高度柔性的变桨矩风机叶片。风力机叶片的两条发展路线，即柔性叶片和刚性叶片。目前，世界上的风电机叶片以刚性的为主，只有美国主张开发度柔性的变桨矩风力机。叶片和塔架很柔软，只要把风力机的结构动力学解决好，风力机的成本就可以降下来，使风力发电成本降至2.5美分贾高性能材料的应用。在叶片的材料应用方面，新型材料已开始应用于大型的风电机叶片的制造，如高强碳纤维丹麦0，公司及韧性天然纤维法国人1公司开始研制。总的发展趋势是向低成本轻质化的方向发展，提高损伤容限和可靠性。

　　工艺技术多样化。采用新工艺，多种工艺综合技术，如缠绕VARIMRTM热熔性环氧预浸料硬质泡沫发泡和多轴铺层技术等。

　　单机容量大型化。大容量单机应用于大中型风力机群与电网并网发电运行即所谓了单机容量为4.5多种机型，企业规模向大型化发展。

　　3结束语随着新材料新技术的不断应用，复合材料风机叶片向复杂化大型化的方向发展。国内性能复合材料风机叶片生产技术的发展将大大缩短与世界先进水平的差距，并将推动我国整个复合材料行业的技术进步。