一、風力發電機葉片是什么材料做的

用(yong)于加工葉片的材料有木頭、金屬、工程(cheng)塑料、玻(bo)璃(li)鋼等。

1、木制葉片及布蒙皮葉片

近代的微、小型風力發電機也(ye)有(you)采(cai)用(yong)木制(zhi)葉片(pian)(pian)(pian)的(de)(de)，但木制(zhi)葉片(pian)(pian)(pian)不易做(zuo)成扭(niu)曲型。大、中(zhong)型風力發電機很少用(yong)木制(zhi)葉片(pian)(pian)(pian)，采(cai)用(yong)木制(zhi)葉片(pian)(pian)(pian)的(de)(de)也(ye)是用(yong)強度(du)很好的(de)(de)整體木方做(zuo)葉片(pian)(pian)(pian)縱梁來承擔葉片(pian)(pian)(pian)在(zai)工作(zuo)時所必須承擔的(de)(de)力和彎矩(ju)。

2、鋼梁玻璃纖維蒙皮葉片

葉片(pian)在(zai)(zai)近代(dai)采用鋼(gang)(gang)管(guan)或D型型鋼(gang)(gang)做縱(zong)梁(liang)(liang)，鋼(gang)(gang)板做肋(lei)梁(liang)(liang)，內填泡沫(mo)塑料外覆玻璃鋼(gang)(gang)蒙皮的(de)(de)機(ji)構形式，一般在(zai)(zai)大(da)型風力(li)發(fa)電機(ji)上使(shi)用。葉片(pian)縱(zong)梁(liang)(liang)的(de)(de)鋼(gang)(gang)管(guan)及D型型鋼(gang)(gang)從葉根至葉尖的(de)(de)截(jie)面應逐漸(jian)變(bian)小，以滿(man)足扭曲葉片(pian)的(de)(de)要求(qiu)并減輕葉片(pian)重量，即做成等強度梁(liang)(liang)。

3、鋁合金等弦長擠壓成型葉片

用(yong)鋁合金擠壓成型(xing)的(de)(de)(de)等弦長葉(xie)片易于制(zhi)造，可聯系生產，又可按(an)設計要求的(de)(de)(de)扭(niu)曲進行扭(niu)曲加工，葉(xie)根與輪轂連(lian)接的(de)(de)(de)軸及法蘭可通過焊(han)接或螺(luo)栓連(lian)接來實現。鋁合金葉(xie)片重量輕(qing)、易于加工，但不(bu)能做(zuo)到從(cong)葉(xie)根至葉(xie)尖漸(jian)縮的(de)(de)(de)葉(xie)片，因為世界名(ming)國尚未解決(jue)這種擠壓工藝(yi)。另外(wai)，鋁合金材料在空氣中的(de)(de)(de)氧化(hua)和(he)老化(hua)問題也值得研究。

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4、玻璃鋼葉片

所謂玻璃鋼(gang)（glass fiber reinforced plastic，簡(jian)稱GFRP)就是(shi)環(huan)氧(yang)(yang)樹脂(zhi)、不(bu)飽(bao)和(he)樹脂(zhi)等塑(su)料滲入長度不(bu)同的(de)(de)玻璃纖維或碳纖維而做成的(de)(de)增(zeng)(zeng)強塑(su)料。增(zeng)(zeng)強塑(su)料強度高、重量(liang)輕、耐老化，表面(mian)可再纏玻璃纖維及涂環(huan)氧(yang)(yang)樹脂(zhi)，其(qi)他部(bu)分填充(chong)泡(pao)沫(mo)塑(su)料。泡(pao)沫(mo)在葉(xie)片中主要作(zuo)用是(shi)在保證其(qi)穩定性的(de)(de)同時降(jiang)低(di)葉(xie)片質量(liang)，使葉(xie)片在滿足剛度的(de)(de)同時增(zeng)(zeng)大捕風面(mian)積(ji)。

從泡(pao)沫(mo)的(de)力(li)學性能和價格(ge)等因素考慮，被用(yong)(yong)于風力(li)發電(dian)葉片芯材(cai)的(de)泡(pao)沫(mo)主(zhu)要有聚(ju)(ju)氯(lv)乙烯(PVC)、聚(ju)(ju)苯(ben)乙烯(PS)、聚(ju)(ju)氨(an)酯(PUR)、丙(bing)烯腈-苯(ben)乙烯(SAN)、聚(ju)(ju)醚酰(xian)(xian)亞胺(PEI)及聚(ju)(ju)甲基(ji)丙(bing)烯酰(xian)(xian)亞胺PMI)、聚(ju)(ju)對(dui)苯(ben)二甲酸(suan)乙二醇酯(PET)等。PVC泡(pao)沫(mo)使用(yong)(yong)最為(wei)廣泛，也是第(di)一種用(yong)(yong)在(zai)承(cheng)載構件夾(jia)層(ceng)結構中的(de)結構泡(pao)沫(mo)芯材(cai)，也稱為(wei)交聯PVC。此(ci)泡(pao)沫(mo)屬于熱固性泡(pao)沫(mo)，由德國人林(lin)德曼在(zai)20世(shi)紀30年代后(hou)期(qi)發明的(de)。

而PET泡(pao)沫(mo)(Airex)是最近幾年(nian)才開始研制生產的泡(pao)沫(mo)，屬于熱(re)塑性泡(pao)沫(mo)，生產工(gong)藝為擠(ji)出發泡(pao)，但與PS泡(pao)沫(mo)不(bu)同的是其(qi)擠(ji)出的寬度有限(xian)，所以擠(ji)出后要通過熱(re)熔粘接(jie)將其(qi)拼接(jie)成較大的泡(pao)沫(mo)體以方便使用。

玻璃纖維的質量(liang)還(huan)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)表面改性、上漿(jiang)和涂覆加以(yi)改進(jin)，其單位（kW）成本較低。

5、碳纖維復合葉片

隨著風力(li)發(fa)電產(chan)業的發(fa)展，對葉片的要求(qiu)越(yue)來越(yue)高。對葉片來講，剛度也是一個十分重要的指標。研(yan)(yan)究表明(ming)，碳纖維（carbon fiber，簡稱CF）復(fu)(fu)合材(cai)(cai)料(liao)葉片剛度是玻璃(li)鋼(gang)復(fu)(fu)合葉片的兩至三倍。雖然碳纖維復(fu)(fu)合材(cai)(cai)料(liao)的性能大(da)大(da)優于玻璃(li)纖維復(fu)(fu)合材(cai)(cai)料(liao)，但(dan)價格昂貴，影響了它在風力(li)發(fa)電大(da)范圍(wei)應用(yong)。因(yin)此(ci)，全球各大(da)復(fu)(fu)合材(cai)(cai)料(liao)公司正在從原材(cai)(cai)料(liao)、工(gong)藝技術(shu)、質量(liang)控制(zhi)等各方面深入研(yan)(yan)究，以求(qiu)降低(di)成(cheng)本。

二、風力發電機葉片對材料的要求

葉片是風力發電機中(zhong)最基(ji)礎(chu)和(he)最關鍵(jian)的(de)部件，其良(liang)好的(de)設計，可靠(kao)的(de)質(zhi)量和(he)優越的(de)性能(neng)是保證機組(zu)正常穩定運行的(de)決定因素。為確(que)保在(zai)野(ye)外極其惡(e)劣環境(jing)中(zhong)長期不停、安全(quan)地運行，對葉片材料(liao)的(de)要求是：

1、密度輕且具有最佳(jia)的疲(pi)勞強度和力學性(xing)能，能經受暴風等極端惡劣條件和隨(sui)機負(fu)載的考驗(yan)。

2、葉(xie)片的(de)(de)彈性、旋轉時的(de)(de)慣(guan)性及其振動(dong)頻率(lv)特性曲線都正常，傳遞給整個發(fa)電系統的(de)(de)負載(zai)穩定性好，不(bu)(bu)得在(zai)失控(kong)（飛(fei)車）的(de)(de)情況(kuang)下載(zai)離(li)心力的(de)(de)作用下拉(la)斷并飛(fei)出(chu)，亦不(bu)(bu)得在(zai)風(feng)壓的(de)(de)作用下折斷，也不(bu)(bu)得在(zai)飛(fei)車轉速(su)以下范圍(wei)內產生引(yin)起整個風(feng)力發(fa)電機組(zu)的(de)(de)強烈(lie)共振。

3、葉片的材(cai)料必須保證表面光(guang)滑以減小風阻，粗糙(cao)的表面亦會被風“撕裂”。

4、不(bu)得產生強烈的電磁(ci)波干擾和光(guang)反射(she)。

5、不(bu)允許(xu)產(chan)生過(guo)大(da)噪聲。

6、耐腐蝕、紫外線照(zhao)射和雷(lei)擊性能好。

7、成(cheng)本(ben)較低，維護費用(yong)最低。