风轮风轮叶片发展

发布日期:2022-01-29 04:30:01 来源:风机百科

 

风机叶片专用翼型已成系列,但还存在很大改进空间。采用柔性叶片也是一个发展方向,利用新型材料进行设计,从而改进空气动力和叶片受力状态,增加可靠性和对风能捕获量。

在开发新的叶片外形上也进行大量尝试,Enercon公司对33m叶片进行空气动力实验,经过精确的测定,叶片的实际气动效率为56%,比按照Betz计算的最大气动效率低约3~4%。为此,该公司对大型叶片外形型面和结构都进行了必要的改进,包括为抑制生成扰流和旋涡在叶片端部安装u201c小翼u201d;为改善和提高涡轮发电机主舱附近的捕风能力,对叶片根茎进行重新改进,缩小叶片的外形截面,增加叶径长度;对叶片顶部和根部之间的型面进行优化设计。在此基础上,Enercon公司开发出旋转直径71m的2MW风力发电机组,改进后叶片根部的捕风能力得以提高。Enercon公司在4.5MW风力发电机设计中继续采用此项技术,旋转直径为112m的叶片端部仍安装有倾斜u201c小翼u201d,使得叶片单片的运行噪音小于3个叶片(旋转直径为66m)运行时产生的噪音。

风机机组正朝着大型化发展,叶片长度越来越长,捕获的风能越来越多。风场经营者和能源公司都看好大叶片,因此Enercon公司的6MW机组应运而生,GE公司的7MW机组研发紧锣密鼓,而英国正在研制10MW的巨型风力机。如此大功率风机配套的叶片将是超规模的。普遍采用的玻纤增强聚脂树脂、玻纤增强环氧树脂将无法满足要求。所以必须开发更为先进的材料,具备轻质、高强以及刚性好的性能。
碳纤维的使用已成必然,但一般以碳/玻混杂的形式出现。3TEX开发了一种三维混杂结构。这种结构具备高强度、高刚度特性,同时该结构能使树脂灌注速度加快,缩短工作时间。且这种结构较厚,减少了铺层层数,节约劳动力,降低了生产成本。实际结果表明,使用这种混杂纤维形式比全玻璃钢叶片减轻质量约为10%左右。

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