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碳纖維復合材料在風機葉片上的應用動向
2010-11-9 來源:中國聚合物網
關鍵詞:碳纖維 復合材料 風機葉片
    隨著風力發電設備的大型化,要求減輕設備負荷,為此要求采用適應于大型葉片輕量化和高剛性化的CF,為此除已大量采用的大絲束PANCF外,日鐵復合材料公司已正式生產銷售高性能瀝青CF制的風電大型圓柱翼根,代替以往的螺旋槳,通過在螺旋圓柱翼上所安裝的螺旋狀葉片,可使風車高效捕風并旋轉,即使弱風也能發揮較高的發電穩定性,而且噪音等級極低。

    德國拜耳材料科學公司現正著手建設世界最大的多層碳納米管(MWCNT)的生產裝置,規模為200T/A,商品名為“BAYTUBES”,其純度超過95%,而且可以穩定再現。用它增強的塑料或金屬鋁,力學強度高,與以往的材料相比,密度是鋼鐵的1/3而強度相當,質量卻只有鋼的50%,因此可改善能效和CO2排放量的平衡,在某些領域取代鋼、鈦等特種金屬及CFRP。在風力發電領域,若在大型CF與玻璃纖維增強的環氧樹脂葉片中加入上述MWCNT,則與未加入CNT的材料相比,達到同樣的強度時,質量減輕30%,抗沖擊強度提高10%~30%,耐疲勞性也提高50%~200%,耐久性好,可延長葉片的壽命。為此,該公司正與加拿大阿爾基安公司、德國PEAK及ZOZ公司協作來開拓各方面的市場,包括CNT增強鋁的高性能材料、體育用品等,預期10年內的銷售額目標為20億美元。鋁板點焊機

    據報道,2005~2008年全球CF風電葉片的平均增長率為11808.6MW/A,相當于每年增設5,904座2MW風機。若2KW風電機組每片葉片以12T計,需玻纖6T,CF占10%,則每片葉片的CF用量為0.6T,每座風機需1.8TCF,則年均需求量估計為10,627T。目前風電用大絲束CF的提供者為美國ZOLTEK公司,由于瑞典復合材料研究所及OXCONAB公司開發了能將12K~48KCF展開成超薄(48~80G/M2)的扁帶,再經緯紗方式編織成織物,它極適用于單向交叉鋪層,經測試其CFRP性能與采用1K~6KCF相同。為此,這種技術的開發無疑有助于大絲束CF的擴大應用。正是由于其市場的不斷擴大,ZOLTEK的產能計劃由2008年的13000T/A擴大至2010年的15,500T/A。德國SGL集團的大絲束PAN-CF也將從2008年的7,400T/A,擴大到2010年的14,000T/A。由于我國風電的需求量很大,許多國際知名企業如VESTAS、REPOWER、GAMESA、EHN、SUZULON、NORDEX、GE及LM等,都相繼登陸中國,這將大大提升我國風電的技術水平,但同時又將加劇企業間的競爭。

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