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能源是经济发展的命脉, 能源问题作为关系到世界经济发展和人们生存环境重大问题正日益受到世界各国的广泛关注。随着世界经济的迅猛发展,各行各业对能源的需求也与日俱增。迅速膨胀的人类社会, 正以自人类产生以来从未有过的空前速度,大量消耗着地球上亿万年前形成的极为有限的化石煤, 石油, 天然气。对这些不可再生资源的掠夺性开采和过度利用, 已经在全球范围内造成了严重的环境污染和生态环境恶化等问题。一切有远见的人们都开始考虑如何不以牺牲后代生存环境、经济资源为代价来发展我们的社会, 也即可持续发展的战略问题。在能源领域, 开发利用新的可再生的清洁能源(即新能源, 主要有风能、太阳能、生物质能、海洋能、地热能等) 就是该战略其中之一。作为一种重要的可再生能源, 风能的开发和利用在新能源研究中一直被广泛关注。风能是近期内最具大规模开发利用价值的可再生能源, 对环境保护和社会可持续发展有重要意义,每年以30 % 以上的速度增长。目前在部分发达国家,风能作为一种高效清洁的新能源已经受到重视。美国、丹麦、德国等国家的大型风电场建立较早, 并已取得明显的经济效益。就我国而言, 一方面, 能源分布不均衡在我国较为突出, 北煤南运, 西气东输工程正是这一特点的集中表现; 另一方面， 我国人口众多、能源消耗量大, 着眼于未来, 我国已经制定了坚持可持续性发展的战略方针。中国政府也向全世界庄严地承诺21 世纪走可持续发展的道路, 并研究、制定和开始执行可持续发展的战略。因此, 对风能等可再生能源的研究和利用具有重要的现实意义。风力发电量在世界总电量中所占的比例已超过1%。6881
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叶轮是风力发电机吸收风能的关键部件，它直接决定风力发电机的重要性能指标—风能利用系数。而叶轮的关键是叶片，叶片的形状及其气动性能的好坏将直接影响到风力发电机转换风能的效率，因此，随着风力发电技术的发展，叶片设计技术也有了很大的发展，已经综合利用了空气动力学、新材料、数值模拟、计算机等方面的科技。
2 调研报告【2】
2.1 材料
2.1.1 玻璃纤文复合材料
目前风机叶片的主要材料为玻璃纤文复合材料, 基体材料为不饱和聚酯树脂( U PR) 和环氧树脂( EPR) , 无碱玻璃纤文( E- 玻纤) 是主要增强材料。玻璃纤文( 简称玻纤) 是在不饱和聚酯树脂( UPR) 复合材料中应用广泛的增强纤文 。玻纤具有耐化学性能好、成本低、拉伸强度高和绝缘性能优异等优点。与许多传统结构材料如钢和铝相比, UPR 玻纤复合材料具有质量轻、强度高的优点。UPR玻纤复合材料的力学性能受基体、玻纤的类型和用量、基体与玻纤之间的界面、加工方法和条件等的影响。环氧树脂( EPR) 是优良的热固性树脂, 它与目前大量应用的不饱和聚酯树脂( UPR) 相比, 具有更优良的力学性能、电绝缘性、耐化学药品性、耐热性和粘结性能。在国内, EPR 广泛应用于纤文增强复合材料领域中。EPR 玻纤复合材料是目前研究比较成熟、应用最广的一种复合材料。EPR玻纤复材料具有强度高、质量轻、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛、工艺性好、生产效率高等优点, 并具有材料可设计性及特殊的功能性如屏蔽电磁波、消音等特点,
2.1.2 碳纤文复合材料
碳纤文是由有机母体纤文( 粘胶丝、聚丙烯睛或沥青等)采用高温分解法在1000~ 3000 e 高温的惰性气体下碳化制成的, 具有强度大、密度低、模量高、线膨胀系数小等特点, 是一种力学性能优异的材料 。碳纤文复合材料具有刚度强、质量轻等一系列优异特性, 研究表明, 碳纤文复合材料叶片刚度是玻璃纤文复合叶片的2~ 3 倍。