复合材料在风机叶片上的应用与展望

    摘 要：本文综述了风力发电的发展现状以及复合材料在风机叶片上的应用，介绍了结构设计，最后展望了风机叶片的发展趋势。
1 引 言
    能源是经济社会发展的重要物质基础。风，作为可再生能源，取之不尽，用之不竭，与石油、天然气发电相比，风能不受价格的影响，石油、天然气最终会杜竭，而风能不会。与煤相比，风能没有污染，不仅如此，风能发电可以减排二氧化碳等有害物。据资料报导，平均每装一台单机容量为1MW的风能发电机，每年可以减排2000t二氧化碳，l0t二氧化硫，6t二氧化氮。因此，世界各国十分关注未来是否能有足够的能源？如何使用能源而又不影响气候？由于风电能源具有建设时间短，并可提供安全、清洁和经济的电力等优点，因此风力发电在全世界发展很快。
2  风力发电的发展现状
    随着现代风电技术的发展与日趋成熟，风力发电机组的技术向着增大单机容量、减轻单位千瓦重量、提高转换效率的方向发展。上世纪末，风电机组主力机型是750kW。到2002年前后，主力机型已经达到1.5MW以上。1997年兆瓦级机组占当年世界新增风电装机容量的9.7%，而2001年和2003年分别占到52.3%和71.4%。海上风电场的建设要求单机容量更大的机组，欧洲已批量安装3.6MW机组，5MW机组也已安装运行。
    我国可开发利用的风能资源有10亿kW，其中陆地2.5亿kW，现在仅开发了不到0.2%，近海地区有7.5亿kW，风能资源十分丰富。风能资源丰富的地区主要分布在“三北”（东北、西北、华北）地区及东南沿海地区。三北地区可开发利用的风力资源有2亿kW，占全国陆地可开发利用风能的79％。根据风力发电中长期发展规划，到2005年全国风电总装机容量为100万kW，2010年400万kW,2015年1000万kW，2020年2000万kW。2020年以后石化燃料资源减少，火电成本增加，风电具备市场竞争能力，发展更快。2030年后水能资源基本开发完毕，海上风电将进入大规模开发期。我国在风力机复合材料叶片设计与制造技术方面与国外有一定的差距。为使复合材料叶片能国产化，政府有关部门很重视叶片的研发，把叶片列入攻关项目予以支持。所研发的200~750kW系列风力机复合材料叶片已形成批量生产，兆瓦级风力机正在开发中，尚不具备规模化生产能力。
3  复合材料在风机叶片上的应用