最火碳纤维复合材料在风机叶片上的应用动向0

碳纤维复合材料在风机叶片上的应用动向

随着风力发电设备的大型化，要提高工作效力求减轻设备负荷，为此要求采用适应于大型叶片轻量化和高刚性化的CF，为此除已大量采用的大丝束PANCF外，日铁复合材料公司已正式生产销售高性能沥青CF制的风电大型圆柱翼根，代替以往的螺旋桨，通过在螺旋圆柱翼上所安装的螺旋状叶片，可使风车高效捕风并旋转，即使弱风也能发挥较高的发电稳定性，而且噪音等级极低。

德国拜耳材料科学公司现正着手建设世界最大的多层碳纳米管（MWCNT）的生产装置，规模为200T／A，商品名为“BAYTUBES”，其纯度超过95％，而且可以稳定再现。用它增强的塑料或金属铝，力学强度高，与以往的材料相比，密度是钢铁的1／3而强度相当，质量却只有钢的50％，因此可改善能效和CO2排放量的平衡，在某些领域取代钢、钛等特种金属及CFRP。在风力发电领域，若在大型CF与玻璃纤维增强的环氧树脂叶片中加入上述MWCNT，则与未加入CNT的材料相比，达到同样的强度时，质量减轻30％，抗冲击强度提高10％～30％，耐疲劳性也提高50％～200％，耐久性好，可延长叶片的寿命。为此，该公司正与加拿大阿尔基安公司、德国PEAK及ZOZ公司协作来开拓各方面的市场，包括CNT增强铝的高性能材料、体育用品等，预期10年内的销售额目标为20亿美元。铝板点焊机

据报道，2005～2008年全球CF风电叶片的平均增长率为11808.6MW／A，相当于每年增设5，904座2MW风机。若2KW风电机组每片叶片以12T计，需玻纤6T，CF占10％，则每片叶片的CF用量为0.6T，每座风机需1.8TCF，则年均需求量估计为10，627T。目前风电用大丝束CF的提供者为美国ZOLTEK公司，由于瑞典复合材料研究所及OXCONAB公司开发了能将12K～48KCF展开成超薄（48～80G／M2）的扁带，再经纬纱方式编织成织物，它极适用于单向交叉铺层，经测试其CFRP性能与采用1K～6KCF相同。为此，这种技术的开发无疑有助于大丝束CF的扩大应用。正是由于其市场的不断扩大，ZOLTEK的产能计划由2008年的13000T／A扩大至2010年的15，500T／A。德国SGL集团的大丝束PAN－CF也将从20081、实验目的年的7，400T／A，扩大到2010年的14，000T／A。由于我国风电的需求量很大，许多国际知名企业如VESTAS、REPOWER、GAMESA、EHN、SUZULON、NORDEX、GE及LM等，都相继登陆中国，这将大大提升我国风电的技术水平，但同时 复合材料由夹在陶瓷层之间相互连接的石墨烯所该1期项目在今年7月成功试生产组成又将加剧企业间的竞争。

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