碳纤维及复合材料在风电叶片中的应用进展.pptxVIP

碳纤维及复合材料在风电叶片领域的应用进展陈 虹;; ; ;2012年各国新增装机容量;2012年全球累计海上风电装机容量 5410 MW （同比增长31.4%） 全球新增海上风电装机容量 1292 MW 中国海上风电完成吊装容量 395 MW;主机商： 金风（3MW、6MW）、华锐（3MW、5MW、6MW） 联合动力（3MW、6MW）、明阳（3MW、6MW） 东汽（3MW、5.5MW）、湘电（5MW）、 上海电气（3.6MW、6MW） 叶片生产商：曾多达经近百家，经过近几年的激烈竞争，目前能够批量供货的制造商不足10 家。 中国复材、中材科技、中航惠腾、LM; 东汽、国电、明阳、上海玻钢院、VESTAS、GAMESA;风电发展目标;海上风电目标和建设重点 ;;叶片;风轮直径; Enercon的6MW, 7MW风电机组已成功运行；GE的7MW和Vestas的10MW机组正在研制中；中复连众的6MW风电叶片已成功吊装。;提高叶片强度，减轻叶片重量; 重量轻：在满足刚度和强度要求的条件下，比玻纤叶片轻 20%以上 —低负荷—更轻的变桨轴承、偏航系统、风机轮毂、塔筒 —更易操作，运输及吊装 —减少组件大小、重量、成本 扰度更小，机翼部分更薄: — 机翼气动效率更高，提高风能利用率和年发电量 — 动力问题少 — 预弯少，垂悬部分小; 成本：综合风力发电成本降低 运输、吊装成本相对降低 对机组相关部件的强度和刚度要求降低，使用寿命延长 风力发电机组的整体性能和效率提高 定期检修、维护成本降低; 在设计时，由于主要考虑到疲劳和扰度，因此设计者们通常无法充分利用玻璃纤维的静应变范围。 碳结构静态时很稳定，在20年寿命期间，其疲劳损伤很小。;叶片长度（m）; ;? —直径：7.2 微米 —强度：4150Mpa —模量： 242Gpa —密度 ：1.81 g/cc? 用做 “UD prepreg”— 单向预浸带  — 500-600 g/m2 编织布 — 725-875 g/m2 预浸后 — 预浸后供应价为 $24/kg ;通过GL认证;CFRP—T620疲劳实验结果;假设风应力发生的频率是20年;等效破坏疲劳负载;25;轮毂重量 3叶片重量;轮毂重量/叶片重量; 当主梁使用碳纤维增强复合材料时，与玻璃钢叶片比较，叶片重量减轻12%，且具有更高刚性，更高耐疲劳性。 更低运输安装成本以及维修成本，延长风机使用寿命带来的成本的降低等优势。 ;叶片;仅针对材料成本;叶片;中国复材 6MW：65m纯玻纤叶片28吨， 碳纤维叶片20吨， 减重30%;;叶片根部 增加叶片的抗弯矩;碳纤维复合材料主梁结构形式：;迎风面;叶根安装法兰处碳纤维复合材料补强;碳纤维复合材料叶根处增强： 减小叶根壁的厚度 增加叶根法兰处连接处的刚度，施加在螺栓的动态载荷减小，连接处的疲劳强度增加。 提高了法兰的断裂强度和承载强度，使得螺母的尺寸减小，T型螺栓的间距缩短，可增加叶根法兰处螺栓数量，从而增加叶片和轮毂连接处的静态和疲劳强度。 ;; 碳纤维复合材料加固分段叶片，便于大型叶片的运输，同时形成具有非常高的抗拉强度的连接接头，确保风轮机叶片和连接接头即使在极端气象条件仍能正常工作。;CFRP不透明，难以用肉眼进行内部检查，需借助无损检测技术进行质量检测;公司;解决方案;未来碳纤维在全球风电叶片领域的估测用量（单位：吨）;;; 可规模生产1.25MW-- 6MW、9个系列近30个型号风电叶 片； 3MW、5MW、6MW叶片已成功应用于海上风电场; 5MW叶片于 2012年通过GL认证; 62m-6MW海上风电叶片于 2011年10月在江苏盐城完成装机。 10MW的风电机组正在设计中 ;一个研发中心 5个生产基地;结束语;谢 谢