風(fēng)機(jī)機(jī)組正朝著大型化發(fā)展,葉片長(zhǎng)度越來(lái)越長(zhǎng),捕獲的風(fēng)能越來(lái)越多。風(fēng)場(chǎng)經(jīng)營(yíng)者和能源公司都看好大葉片,因此Enercon公司的6MW機(jī)組應(yīng)運(yùn)而生,GE公司的7MW機(jī)組研發(fā)緊鑼密鼓,而英國(guó)正在研制lOMW的巨型風(fēng)力機(jī)。如此大功率風(fēng)機(jī)配套的葉片將是超規(guī)模的。目前普遍采用的玻纖增強(qiáng)聚脂樹脂、玻纖增強(qiáng)環(huán)氧樹脂將無(wú)法滿足要求。所以必須開發(fā)更為先進(jìn)的材料,具備輕質(zhì)、高強(qiáng)以及剛性好的性能。
碳纖維的使用已成必然,但一般以碳/?;祀s的形式出現(xiàn)。3TEX開發(fā)了一種三維混雜結(jié)構(gòu),如圖6所示。這種結(jié)構(gòu)具備高強(qiáng)度、高剛度特性,同時(shí)該結(jié)構(gòu)能使樹脂灌注速度加快,縮短工作時(shí)間。且這種結(jié)構(gòu)較厚,減少了鋪層層數(shù),節(jié)約勞動(dòng)力,降低了生產(chǎn)成本。實(shí)際結(jié)果表明,使用這種混雜纖維形式比全玻璃鋼葉片減輕質(zhì)量約為10%左右。

在未來(lái)的十幾年里,有大量的葉片將會(huì)退役,退役后葉片的處理將是我們所面臨的一個(gè)非常棘手的問題。目前使用的復(fù)合材料葉片屬于熱固性復(fù)合材料,很難自然降解。廢棄物處理一般采用填埋或者燃燒等方法處理,基木上不再重新利用,易對(duì)環(huán)境造成影響,為此,人們開始積極研究開發(fā)“綠色葉片”-熱塑性復(fù)合材料葉片。愛爾蘭Gaoth風(fēng)能公司與日木三菱重工及美國(guó)Cyclics公司正在探討如何共同研制低成本熱塑性復(fù)合材料葉片。與環(huán)氧樹脂/玻璃纖維復(fù)合材料大型葉片相比較,若采用熱塑性復(fù)合材料葉片,每臺(tái)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)所用的葉片重量可降低10%,抗沖擊性能大幅度提高,制造成本至少降低1/4,制造周期至少降低1/3,而且可完全回收和再利用。安全快捷地制造“綠色”的復(fù)合材料葉片正期待著復(fù)合材料葉片制造商去實(shí)現(xiàn),Gaoth公司及其合作伙伴就是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的先驅(qū)。

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