风力发电现状和复合材料在风机叶片上的应用_2_

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1、第33卷第3期高科技纤维与应用Vol.33No.32008年6月Hi-TechFiber&ApplicationJun.2008风力发电现状和复合材料在风机叶片上的应用(2)李祖华（天津工业大学艺术与服装学院，天津300384）摘要:由于资源的限制和环境保护，一些发达国家把眼光投向风力发电，把风能作为新型能源。叙述了世界风力发电发展现状、中国风能现状及资源分布和介绍了复合材料叶片的优点及其在风力发电上的应用。关键词:风力发电；风能资源；风电叶片；复合材料；轴向织物中图分类号:TK83;TB33文献标识码:A文章编号:1007-9815（

2、2008）03-0030-06DevelopmentStatusofWindPower-generationandApplicationofCompositesinWindTurbineBlade(2)LIZu-hua(CollegeofArtandApparelTianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300160China)Abstract:Duetothelimitofresourceintheearthandtheprotectionofenvironment,thedevelopedcountri

3、eshavefo-cusedonpowergenerationbywind.Wind-powerisusedasanewtypeofenergy.Thedevelopmentstatusintheworld,thestatusandresourcedistributionofwindenergyinChinaandtheadvantageofapplicationofcompositesinwindpower-generationarecommentedinthispaper.Keywords:windpower-generation;

4、resourceofwind;windturbineblade;composites;lateralfabric4复合材料与发电机叶片空气的摩擦阻力。因此叶片技术成为制约风力发电大力发展的瓶颈。纺织复合材料在比强度、比风力发电机组是由叶片、传动系统、发电刚度方面具有金属材料无可比拟的优越性，加之机、储能设备、塔架及电器系统等组成的发电装他们耐疲劳、结构稳定、抗腐蚀、耐高温等优异置。要获得较大的风力发电功率，其关键在于要性能。因此，复合材料成为目前大型风力发电叶具有能轻快旋转的叶片。所以，风力发电机叶片片的首选材料。技术是风力发电机组的核

5、心技术。风力发电机的4.1复合材料叶片优点风轮叶片是接受风能的主要部件。叶片的设计除叶片的外形和受力情况非常复杂，而且对了要求有高效的接受风能的翼型，合理的安装尺寸精度、表面光洁度及质量分布等都有较高的角，科学的升阻比、尖速比和叶片扭角外，由于要求。因此，用金属材料制造叶片时，往往会遇叶片直接迎风获得风能，所以还要求叶片具有合到复杂的加工问题，而且工艺装备多，生产周期理的结构、优质的材料和先进的工艺以使叶片可长，劳动强度大，成品率低。现代风机的叶片都靠的承担风力、叶片自重、离心力等给予叶片的采用纺织复合材料，叶片是一个大型的复合材料各种

6、弯矩、拉力，而且还要要求叶片质量轻、结结构。与金属叶片相比，复合材料叶片具有下列构强度高、抗疲劳强度高、运行安全可靠、易于优点：安装、维修方便、制造容易、制造成本和使用成①可根据风力机叶片的受力特点设计强度与本低。另外叶片表面要光滑以减少叶片转动时与刚度。风力机叶片主要是纵向受力，即气动弯曲收稿日期:2008-01-25作者简介:李祖华（1982-），男，江西南昌人，硕士研究生，研究方向为纺织服装数字化和纺织复合材料，(电话)13682049239(电子信箱)lizuhua302@163.com。第3期李祖华:风力发电现状和复合材料在风

7、机叶片上的应用(2)-31-和离心力，气动弯曲荷载比离心力大得多，由剪⑤耐腐蚀性和耐气候性好。风力机安装在户切与扭转产生的剪应力不大。利用纤维受力为外，近年来又大力发展离岸风电场，风力机安装主的受力理论，可把主要纤维安排在叶片的纵在海上，风力机组及叶片要受到各种气候环境的向，这样就可减轻叶片的质量（甚至比铝叶片还影响选择合适的原材料，可以使复合材料叶片具轻）。而质量的减轻可以降低叶片的离心力及重有良好的耐酸、耐碱、耐海水、耐气候等性能。力引起的交变载荷。采用空腹夹层结构和设置加⑥维修简便，易于修补。复合材料叶片除了强肋可提高叶片的刚度。

8、碳纤维、芳纶、高密度每隔若干年要在叶片表面进行适当维修（例如均聚乙烯纤维的开发和应用，使叶片的取材范围更匀涂漆）以外，一般不需要大的维修。加广阔。4.2风机叶片的结构和材料②翼型容易成型，并达到最大气动效率