摘 要:本文綜述了風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀以及復(fù)合材料在風(fēng)機(jī)葉片上的應(yīng)用,介紹了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),最后展望了風(fēng)機(jī)葉片的發(fā)展趨勢。
1 引 言
能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。風(fēng),作為可再生能源,取之不盡,用之不竭,與石油、天然氣發(fā)電相比,風(fēng)能不受價(jià)格的影響,石油、天然氣最終會(huì)杜竭,而風(fēng)能不會(huì)。與煤相比,風(fēng)能沒有污染,不僅如此,風(fēng)能發(fā)電可以減排二氧化碳等有害物。據(jù)資料報(bào)導(dǎo),平均每裝一臺單機(jī)容量為1MW的風(fēng)能發(fā)電機(jī),每年可以減排2000t二氧化碳,l0t二氧化硫,6t二氧化氮。因此,世界各國十分關(guān)注未來是否能有足夠的能源?如何使用能源而又不影響氣候?由于風(fēng)電能源具有建設(shè)時(shí)間短,并可提供安全、清潔和經(jīng)濟(jì)的電力等優(yōu)點(diǎn),因此風(fēng)力發(fā)電在全世界發(fā)展很快。
2 風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著現(xiàn)代風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展與日趨成熟,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的技術(shù)向著增大單機(jī)容量、減輕單位千瓦重量、提高轉(zhuǎn)換效率的方向發(fā)展。上世紀(jì)末,風(fēng)電機(jī)組主力機(jī)型是750kW。到2002年前后,主力機(jī)型已經(jīng)達(dá)到1.5MW以上。1997年兆瓦級機(jī)組占當(dāng)年世界新增風(fēng)電裝機(jī)容量的9.7%,而2001年和2003年分別占到52.3%和71.4%。海上風(fēng)電場的建設(shè)要求單機(jī)容量更大的機(jī)組,歐洲已批量安裝3.6MW機(jī)組,5MW機(jī)組也已安裝運(yùn)行。
我國可開發(fā)利用的風(fēng)能資源有10億kW,其中陸地2.5億kW,現(xiàn)在僅開發(fā)了不到0.2%,近海地區(qū)有7.5億kW,風(fēng)能資源十分豐富。風(fēng)能資源豐富的地區(qū)主要分布在“三北”(東北、西北、華北)地區(qū)及東南沿海地區(qū)。三北地區(qū)可開發(fā)利用的風(fēng)力資源有2億kW,占全國陸地可開發(fā)利用風(fēng)能的79%。根據(jù)風(fēng)力發(fā)電中長期發(fā)展規(guī)劃,到2005年全國風(fēng)電總裝機(jī)容量為100萬kW,2010年400萬kW,2015年1000萬kW,2020年2000萬kW。2020年以后石化燃料資源減少,火電成本增加,風(fēng)電具備市場競爭能力,發(fā)展更快。2030年后水能資源基本開發(fā)完畢,海上風(fēng)電將進(jìn)入大規(guī)模開發(fā)期。我國在風(fēng)力機(jī)復(fù)合材料葉片設(shè)計(jì)與制造技術(shù)方面與國外有一定的差距。為使復(fù)合材料葉片能國產(chǎn)化,政府有關(guān)部門很重視葉片的研發(fā),把葉片列入攻關(guān)項(xiàng)目予以支持。所研發(fā)的200~750kW系列風(fēng)力機(jī)復(fù)合材料葉片已形成批量生產(chǎn),兆瓦級風(fēng)力機(jī)正在開發(fā)中,尚不具備規(guī)模化生產(chǎn)能力。
3 復(fù)合材料在風(fēng)機(jī)葉片上的應(yīng)用