葉片是風(fēng)力機(jī)的關(guān)鍵部件之一,涉及氣動、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、工藝等領(lǐng)域。葉片的長度和風(fēng)機(jī)的功率成正比,風(fēng)機(jī)功率越大,葉片越長。風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片將會直接影響到風(fēng)能的轉(zhuǎn)化效率,因此,碳纖維在風(fēng)電葉片起重要作用。
(圖示:風(fēng)電葉片)
碳纖維的應(yīng)用優(yōu)勢:
(1)提高葉片剛度,減輕葉片重量。大型葉片采用碳纖維增強(qiáng)可充分發(fā)揮其高強(qiáng)輕質(zhì)的優(yōu)點。
?。?)提高葉片抗疲勞性能。風(fēng)機(jī)總是處在條件惡劣的環(huán)境中,并且24小時的處于工作狀態(tài),這就使材料易于受到損害,相關(guān)研究表明, 碳纖維合成材料具有出眾的抗疲勞特性,當(dāng)與樹脂材料混合時,則成為了風(fēng)力機(jī)適應(yīng)惡劣氣候條件的最佳材料之一。
(3)使風(fēng)機(jī)的輸出功率更平滑更均衡,提高風(fēng)能利用效率。使用碳纖維后,葉片重量的降低和剛度的增加改善了葉片的空氣力學(xué)性能,減少對塔和輪軸的負(fù)載,從而使風(fēng)機(jī)的輸出功率更平滑和更均衡,提高能量效率。同時,碳纖維葉片更薄,外形設(shè)計更有效,葉片更細(xì)長,也提高了能量的輸出效率。
?。?)可制造成低風(fēng)速葉片。碳纖維的應(yīng)用可以減少負(fù)載和增加葉片長度,從而制造適合與低風(fēng)速地區(qū)的大直徑風(fēng)葉,使風(fēng)能成本下降。
?。?)可制造自適應(yīng)葉片。
?。?)利用導(dǎo)電性能避免雷達(dá)擊
?。?)降低風(fēng)力機(jī)葉片的制造和運(yùn)輸成本。
?。?)具有振動阻尼特性。
風(fēng)電葉片除了用碳纖維來制作外,還可以使用木材、玻璃纖維、鋁合金材料等。木材強(qiáng)度太低、容易被狂風(fēng)撕裂,玻璃纖維和鋁合金材料的風(fēng)電葉片性能還可以,但還是比不上碳纖維制成的。如果風(fēng)力發(fā)電能廣泛提倡的話,我們的生活環(huán)境也會變得更好。