海上风电使发电叶片往大型化的方向发展

2020-09-30 11:10:59 嘉兴恒隆复合材料有限公司 浏览次数 91
风能作为一种最具成本优势的可再生能源近 10 年来在世界范围内取得了飞速发展,据世界 风能协会(WWEA)发布的最新新闻数据显示,截止 2019 年全球风电装机总量达 650GW, 较 2018 年增长 10%,其中,中国装机数量高居榜首——超过 200GW。2019 年全球新增风 电装机容量为 60GW,较 2018 年增长 19%。根据 GWEC 预测,2020 年至 2022 年新增风 电装机容量将按 9%的年增长率递增。

1.为了能在有限的土地面积上实现大规模发电,提高风力发电效率,叶片需要往大型化的方向 发展。但叶片长度增加会导致叶根受到的荷载增加,使叶根疲劳失效,还会使风轮在摆动方 向受到较大荷载,导致扭转变形。叶片重量增加导致的荷载上升会增加主梁帽层间失效的风 险,若重量的增加大于刚度增加,叶片还易发生共振,破坏结构。因此随着叶片的大型化, 使用高刚性、高比强度、高比拉伸模量的材料制造决定叶片刚性的主梁非常必要。

2.传统的叶 片制造材料玻璃纤维复合材料无法满足这些要求,而碳纤维复合材料密度更低、强度更高, 是风电叶片大型化、轻量化的首选材料。

低风速风场和海上风电共同推进了叶片的大型化发展,加上碳纤维成本走低, 叶片碳纤维复合材料工艺得到创新,风电领域对碳纤维的需求大幅增长。随着风电机组装机量稳步 增加以及大型化机组渗透率提升,预计碳纤维定制加工材料在风电领域的需求将持续增长。

碳纤维定制加工

风电叶片的碳纤维主要采用预浸料或织物的真空导入碳纤维定制加工加工工艺,部分采用小 丝束碳纤维,因此平均价格较高。2015 年后则主要采用大丝束碳纤维拉挤成型工艺,成本 明显降低。能够采用高效低成本高质量的拉挤梁片要归功于 Vestas 在大梁结构的革命性创 新设计。Vestas 把原本为一个整体的主梁主体受力部分拆分为拉挤梁片标准件,然后把这些 标准件组装成型。这种设计优点在于,拉挤成型工艺生产的复合材料纤维体积含量高,主梁 主体承载的重量降低;拉挤梁片标准件生产效率高;产品性能稳定;运输成本和组装整成本 降低。Vestas 凭借拉挤成型工艺迅速打开市场,一跃成为风电产业龙头,据赛奥碳纤维数据, 2019 年 Vestas 风机新增装机容量 9.6GW,以 18%的份额领先全球。

恒隆复合材料有限公司,专业碳纤维定制加工,工艺精湛,欢迎相关行业人士来电详询。

在线留言

留言
TOP