葉片在近代采用鋼管或D型型鋼做縱梁,鋼板做肋梁,內(nèi)填泡沫塑料外覆玻璃鋼蒙皮的結(jié)構(gòu)形式,一般在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)上使用。葉片縱梁的鋼管及D型型鋼從葉根至葉尖的截面應(yīng)逐漸變小,以滿足扭曲葉片的要求并減輕葉片重量,即做成等強(qiáng)度梁。
鋁合金等弦長擠壓成型葉片
用鋁合金擠壓成型的等弦長葉片易于制造,可連續(xù)生產(chǎn),又可按設(shè)計要求的扭曲進(jìn)行扭曲加工,葉根與輪轂連接的軸及法蘭可通過焊接或螺栓連接來實現(xiàn)。鋁合金葉片重量輕、易于加工,但不能做到從葉根至葉尖漸縮的葉片,因為目前世界各國尚未解決這種擠壓工藝。
玻璃鋼葉片
所謂玻璃鋼(glass fiber reinforced plastic,簡稱GFRP)就是環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂等塑料滲入長度不同的玻璃纖維或碳纖維而做成的增強(qiáng)塑料。增強(qiáng)塑料強(qiáng)度高、重量輕、耐老化,表面可再纏玻璃纖維及涂環(huán)氧樹脂,其它部分填充泡沫塑料。玻璃纖維的質(zhì)量還可以通過表面改性、上漿和涂覆加以改進(jìn)。LM玻璃纖維公司現(xiàn)致力于開發(fā)長達(dá)54m的全玻纖葉片,其單位kWh成本較低。
玻璃鋼復(fù)合葉片
上世紀(jì)末,世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家的大、中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)品的葉片,基本上采用型鋼縱梁、夾層玻璃鋼肋梁及葉根與輪轂連接用金屬結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料做葉片。風(fēng)力發(fā)電轉(zhuǎn)子葉片用的材料根據(jù)葉片長度不同而選用不同的復(fù)合材料,目前最普遍采用的是玻璃纖維增強(qiáng)聚酯樹脂、玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂和碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂。美國的研究表明,采用射電頻率等離子體沉積去涂覆E-玻纖,其耐拉伸疲勞就可以達(dá)到碳纖維的水平,而且經(jīng)這種處理后可以降低能實際上導(dǎo)致?lián)p害的纖維間微振磨損。LM玻璃纖維公司進(jìn)一步開發(fā)以玻璃鋼為主,在橫梁和葉片端部只少量選用碳纖維的61m大型葉片,以發(fā)展5MW的風(fēng)力機(jī)。
碳纖維復(fù)合葉片