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國(guó)內(nèi)外風(fēng)電葉片用創(chuàng)新材料縱覽

2011-04-09 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽數(shù):2972

       近年來(lái),復(fù)合材料制造商傾力研發(fā)更好的材料來(lái)滿足風(fēng)電市場(chǎng)的需求,關(guān)于風(fēng)電材料的報(bào)道層出不窮,在風(fēng)輪機(jī)尺寸日益增大的形勢(shì)下,材料供應(yīng)商們面臨著明顯的挑戰(zhàn),特別在轉(zhuǎn)子葉片制造方面。文章將把近兩年國(guó)內(nèi)外企業(yè)推出的風(fēng)電葉片用創(chuàng)新材料做簡(jiǎn)單的介紹。

         一、國(guó)外企業(yè)
         (1) 歐文斯科寧的WindStrand 玻璃纖維
料是能使風(fēng)輪機(jī)制造商優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì),降低發(fā)電成本的突破性高性能纖維增強(qiáng)材料。與E玻璃纖維相比,它能使同樣設(shè)計(jì)的葉片減輕重量17%,或使同樣重量的葉片長(zhǎng)度增加6%,從而提高發(fā)電量12%。而與碳/?;祀s葉片相比,它能節(jié)省制造成本20%。
        20年來(lái),歐文斯科寧的玻璃纖維無(wú)捻粗紗和織物受到各大風(fēng)輪葉片制造商的歡迎。
         (2) AGY的S-1 GlassTM無(wú)捻粗紗
        美國(guó)AGY公司于2009年9月宣布它所研發(fā)的S-1 GlassTM新型高性能玻璃纖維無(wú)捻粗紗獲得國(guó)際資深認(rèn)證機(jī)構(gòu)德國(guó)勞埃德(GL)為其用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的認(rèn)證。此S-1玻璃纖維填補(bǔ)了E玻璃與S-2高強(qiáng)度玻璃之間的成本和性能空白,因此是制造風(fēng)輪葉片主梁的理想材料。據(jù)稱在同樣樹脂體系中,S-1玻璃纖維比E玻璃纖維拉伸強(qiáng)度高45%,拉伸模量高25%以上,藉此它可增加葉片長(zhǎng)度或減輕葉片重量從而降低風(fēng)輪機(jī)成本和發(fā)電成本。
        (3) PPG的HYBON玻璃纖維無(wú)捻粗紗
美國(guó)PPG工業(yè)公司于2010年1月11日宣布其用于風(fēng)輪機(jī)葉片制造的HYBON玻璃纖維無(wú)捻粗紗產(chǎn)品獲得GL認(rèn)證。經(jīng)認(rèn)證的產(chǎn)品包括HYBON,2001、2002、2006和高性能2026無(wú)捻粗紗。據(jù)介紹,這些無(wú)捻粗紗可讓風(fēng)輪葉片制造商使用多種樹脂(包括乙烯基酯樹脂)制造高性能產(chǎn)品,特別是HYBON,2026無(wú)捻粗紗是專為大型葉片和海上風(fēng)輪機(jī)而設(shè)計(jì)。認(rèn)證結(jié)果表明,HYBON玻璃纖維產(chǎn)品超過(guò)了GL的標(biāo)準(zhǔn),超過(guò)了目前風(fēng)輪葉片的設(shè)計(jì)要求。PPG將繼續(xù)致力滿足和超過(guò)風(fēng)能這一新興行業(yè)的高要求。
        (4) 佳斯邁威的086型玻璃纖維無(wú)捻粗紗
        2010年4月,美國(guó)佳斯邁威公司的086型無(wú)捻粗紗獲得GL的風(fēng)電應(yīng)用認(rèn)證(并適用于艦艇和工業(yè)用途)。因其良好的浸濕特性和在環(huán)氧樹脂中優(yōu)異的耐疲勞性能,此品牌無(wú)捻粗紗特別適用于樹脂灌注工藝。
該公司為此品牌及076型無(wú)捻粗紗提出了一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn),即提高了線密度(Tex)的穩(wěn)定性,使織造商和風(fēng)輪葉片制造商能夠進(jìn)一步優(yōu)化工藝過(guò)程控制,織造商得以織造重量一致的織物,葉片制造商能夠減少玻璃纖維和樹脂的用量,以更低的系統(tǒng)總成本制造更輕的葉片。
        (5) 巴斯夫新近研發(fā)了制造大葉片的環(huán)氧樹脂體系
        在風(fēng)輪機(jī)尺寸日益增大的形勢(shì)下,材料供應(yīng)商們面臨著明顯的挑戰(zhàn),特別在轉(zhuǎn)子葉片制造方面。目前,彈性更好的玻纖增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料正在取代傳統(tǒng)的聚酯基復(fù)合材料,以獲得轉(zhuǎn)子跨度超過(guò)100m時(shí)所需的材料性能。為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn),德國(guó)巴斯夫公司新近研發(fā)了制造大葉片的環(huán)氧樹脂體系,并獲得了GL認(rèn)證。這些環(huán)氧體系能夠減少固化時(shí)間從而大大縮短成型周期(約30%)。
        (6) 拜耳風(fēng)電葉片用聚氨酯復(fù)合材料
        拜耳集團(tuán)旗下的美國(guó)拜耳材料科技公司獲得美國(guó)能源部75萬(wàn)美元的撥款,正在探討用碳納米管增強(qiáng)聚氨酯復(fù)合材料來(lái)制造1.5MW以上的更大、更強(qiáng)、更輕的風(fēng)輪葉片。
        拜耳稱這種用碳納米管增強(qiáng)的聚氨酯體系可提高材料的比強(qiáng)度50%之多。該項(xiàng)目還將探索把低VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物)聚氨酯基材料作為低排放技術(shù)來(lái)減少碳足跡。
        除了提供強(qiáng)度更高的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)外,聚氨酯基體系還使用生物基組分,并可省去后固化工序以降低能耗。
        二、國(guó)內(nèi)企業(yè)

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