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2. 2 叶片材料的发展趋势
2.2.1 碳纤文增强乙烯基树脂
业界专家认为, 用性价比更高的乙烯基树脂取代目前广泛采用的环氧树脂, 将成为未来风力机叶片材料的应用趋势。由于叶片成本占整个发电装置成本的比重较大, 因此需择性价比高的材料,有专家表示, 通过更换叶片材料可以降低 更多的成本。因为, 叶片主材更换后, 表面护层配套产品也会相应改变, 带来的节约效果更为可观。模具成本在叶片生产中所占比例也较高, 更换材料后无需进行后固化等处理, 将大大提高模具的使用效率。基树脂替代EPR 的另一优势是工艺性好。乙烯基树脂可以在不改变原EPR 成型结构设计的基础上, 直接替换EPR。由于乙烯基树脂与另一叶片主要用材 UPR 类似,因此可以借鉴现有不饱和树脂制备叶片的成熟工艺。乙烯基树脂还满足机械力学性能, 抗疲劳、刚度等各性能指标的设计要求。乙烯基树脂之前已大量应用于船舶、游艇, 其各项性能得到多家厂方的确认。虽然乙烯基树脂有很大优势, 但其开发应用仍处于初级阶段, 受各种因素制约, 真正大范围的商业化生产尚需时日, 目前国内外企业正在积极开展乙烯基树脂在叶片上的应用研究。
2.2.2 热塑性复合材料( CBT 树脂系统)
当前叶片多由热固性复合材料制成, 如玻璃纤文增强环氧树脂、碳纤文增强环氧树脂等, 这种材料制成的叶片在其生产过程中会有大量含有苯基的有毒气体产生, 导致环境的污染, 而且该类叶片在其退役后很难被回收利用。就目前的发展形势看, 一种由热塑性复合材料制成的/ 绿色叶片0 的使用是必然的趋势。与热固性复合材料相比, 热塑性复合材料有可回收再利用, 密度小, 强度高, 抗冲击性能好等优点。
2.2.3 WindStrandTM增强材料
Ow ens Co rning 提出的WindStrandT M 增强材料是新一代的增强玻璃纤文。这一技术的产生使得叶片生产商能够继续使用玻璃纤文材料而不必采用其他昂贵的材料。Wind-St randT M 增强材料与目前应用的材料相比有很多的优点: 与E- 玻纤增强材料相比, 刚度提高了17%、强度提高了30% 、疲劳寿命提高了10 倍, 这一特性使得风轮在叶片偏航和抗风中表现出一种很高的水平, 同时使得风能利用率和风力机寿得到了大大的提高。除此之外, WindStrandT M 增强材料还具有质量轻的优点, 这样叶片可以做的更长, 最终可以达到降低单位电量的成本目的。
3水平轴风机与垂直轴风机的比较【3】
3.1 设计方法
由于风轮结构原因，水平轴风力机普遍采用动量一叶素理论进行分析，忽略了较多因素，对于复杂的流动过程，不够准确；垂直轴风力机可以用先进的计算流体力学(Com—putational Fluid Dynamics，CFD)方法精确分析出1
3.2 风叶特点
水平轴风力机的风叶类似于荷兰风车，形状复杂，加工难度高。叶片受风旋转时只能利用升力产生机械能，不能利用阻力生机械能。叶片只能利用单方向来风，必须安装昂贵的偏航装置实现风叶对风，只有一次截风机会，同时塔影效应与风剪作用也较大。垂直轴风力机的叶片形式多样，但总体来说，都是基本的几何构型，易于加工。叶片受风旋转时利用升力与阻力的矢量和在叶片运动方向上的投影产生机械能。叶片可全方位接受来风，无需偏航装置。可多次截风，充分利用风能，同时塔影效应与风剪作用也较小
3.3 运行情况
水平轴风力机尖速比较高，约为5～7，气动噪声大，叶片受交变载荷，易疲劳变形。垂直轴风力机尖速比比较低，约为1．5—2，基本不产生气动噪声，叶片受恒定载荷，耐用不易损坏。
3.4 其他方面
水平轴风力机的发电机架设在高空，安装文修的成本很高，同时风叶要定时清洁，保证高风速下的正常运转。垂直轴风力机的发电机位于低处甚至地面，极大的方便了安装和文修，风叶对恶劣环境的适应力强。