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風力發電葉片生產應用中存在的問題及對策

2010-07-16 來源:互聯網轉載 瀏覽數:1528

    目前,世界上所有風電葉片都是采用整體模具生產的。這種模具尺寸、重量巨大,葉片生產只能在生產基地進行,于是葉片的運輸問題便日益突出起來:一方面出于安全考慮,世界各國鐵路、公路管理部門對運載貨物的長度、高度等都是有限制的,風力發電機組的葉片和塔架長度在幾十米或更長,機艙罩一般在三米或更高,塔架下法蘭直徑超過三米,這些都屬于超限范圍;另一方面我國風電場分布非常廣泛,很多位置偏遠、交通不便,建造風電場時大型葉片運輸成本非常高昂,有些地區甚至根本無法送達。
    可以說,長途運輸問題已經越來越成為制約風電發展的一個瓶頸。在這方面可以考慮采用組合模具來制造葉片,即把風電葉片成型模具設計成可拆裝、易運輸的組合模具,通過普通公路或鐵路運輸把模具、工裝、重要部件和原材料運抵大型風電場附近,快速搭建簡易工房,在風電場現場進行葉片制造;還有一種思路就是采用組合葉片,即把葉片分成幾段來制造,使其尺度在公路運輸最大許可范圍內,運送到風電場后再進行葉片的組裝,但這種構想能否在實踐中應用還有待實驗驗證,目前尚未有這方面的報道。
    隨著葉片尺寸的不斷增加,其生產和制造過程中產生了一些在以往的中小型葉片生產中未曾碰到過的新問題。比如:大型模具問題、真空樹脂導入模塑法中的樹脂固化時間問題、葉片的長途運輸問題以及葉片回收的問題等等。
    5、退役葉片的處理問題     
    風力發電是可持續的產業之一,但目前使用的復合材料葉片則屬于不可回收材料,這已成為復合材料葉片最大的隱憂。采用熱固性樹脂生產的復合材料葉片,目前的工藝水平難以對其回收再利用,一般的處理僅僅是在露天堆放,隨著風電葉片的尺寸越來越大,數量激增,這些葉片退役后給環境造成的影響不可忽視,這與我們目前倡導可持續發展的宗旨也是相違背的。   
    針對這一問題,目前的發展趨勢:是對葉片的增強材料進行改進,如采用生物質材料,即采用木材與樹脂復合,通過積層制作葉片。有文獻稱,目前的分級竹篾層積材料比模量已超過玻纖增強的復合材料,比強度也達到與其相同的數量級,但竹篾積層材料雖減少了樹脂用量,仍需要使用熱固性樹脂,只能治標而不能治本。最徹底的解決方式還是發展可回收利用的熱塑性復合材料葉片,這方面的研究目前也取得了一定成果。愛爾蘭Gaoth Tec Teo公司、日本三菱重工、美國Cyclics公司簽署了合作協議開發熱塑性復合材料葉片,并已采用玻璃纖維增強Cyclics公司的低粘度熱塑性CBT®樹脂制造出世界上首個12.6m可循環利用風電葉片。這種葉片退役后,每套葉片回收的材料平均可達到19t,這是一個史無前例的數據。但在更大尺寸葉片的制造上,這種熱塑性樹脂目前的性能可能還不是很理想。據稱目前上述幾家公司正在研制30米以上的葉片。這種“綠色葉片”究竟能否在大型風力發電機上獲得廣泛應用還有待時間來驗證。
    6、其他問題    
    目前總體上看風力發電的形勢一片大好,但也有反對的聲音存在。如有的動物保護主義者認為風力發電機會危及一些動物的生存,也有人認為風力發電存在噪聲污染并影響景觀。另外雖然目前風力發電機以每年3~5%的速度在降價,但我國風力發電的上網電價仍然偏高。應該指出的是,任何一種技術都不是完美無缺的,都可能存在瑕疵。   
    作為一項可惠及子孫的事業,風力發電總體上來說是利大于弊的。在這個問題上,一方面政府需要加大宣傳力度,糾正公眾對風力發電若干問題的看法;另一方面政府也可考慮在政策上增加對風電的扶持和指導,提高風電的價格競爭力,以實現我國風電事業又好又快的發展。

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