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风电产业要发展?经编风机叶片是关键!

近年来,高温热浪、洪涝灾害等极端事件的发生频率只增不减。这无疑提醒着我们,环境保护的重要性与日俱增。今年的世界地球日主题是“携手为保护地球投资”,我们应该如何投资我们的地球家园?

毋庸置疑,清洁且便宜的电力正是关键答案。为此,我们必须加倍投资可再生能源,其中风电正是最优投资标的之一。

我们通常所说的风电主要是指风力发电机组,可以分为叶片、发电机和轴承三部分,这三者属于风电的核心零部件。其中,风机叶片的市场前景尤为广阔,吸引了国内外众多企业的关注。

风机与风机叶片

这里主要介绍的是现代横轴中大型风力发电机(以下简称风力发电机,其他机型特殊说明),其基本结构包括:风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统、机舱、塔架和基础。具体如下图所示:

风轮主要由叶片和连接叶片的轮毂构成,将风的动能转换成机械能,再将机械能转换为电能。风机叶片是风力发电机的核心部件之一,约占风机总成本的15 % - 20 %,其设计的好坏直接关系到风机的性能和效益。

风机叶片如何利用风能进行转动

受材料所限,传统风车安装的大多是水平叶片,主要利用风的推力和反作用力来实现转动。现代叶片主要利用的则是流速差升力。

风力发电机为何多采用三叶片结构

传统的低速水平轴风力机的转速低,叶片数量多,适用于低风速环境,例如提水等负载扭矩较大的场合。

而现代的水平轴高速风力发电机则需要兼顾最高转速效率、自身平衡、避免共振、势能互补等多个要求。要在最大程度上满足这些条件,三叶片结构为最佳。

风机叶片的制造与工作效率

传统的叶片材料有木制叶片、布蒙皮叶片、铝合金等,但是这些已经满足不了现代风机的需求了。现代风机叶片多使用玻璃钢或碳纤维复合材料,并通过各种技术手段保证使用寿命。

一个风机叶片是由上下两个半叶模型与各种材料、两个横梁粘合制造而成的。

风叶组成的风轮转一圈能发多少电,要看风机的机型、功率、额定转速以及当时的环境条件等因素。

卡尔迈耶设备助力风机叶片提质升级

风机叶片从10年前的主流1.5 MW,长度近40米,到如今长度超过60米的2 MW,不仅玻纤等增强材料的力学性能需要得到提升,织物结构工艺性能的改进更是不可或缺。因此,选择一台卓越的织物生产设备对于风机叶片的提质升级至关重要。

全新的BIAXTRONIC® II机器

卡尔迈耶推出了一款可高效生产双轴向无屈曲织物的BIAXTRONI C®机器。这台高性能的经编机能够加工玻纤,并将短切玻纤层或其他基材层直接结合到增强结构中,从而生产出高品质的增强型复合材料,广泛应用于运输、船舶、建筑和新能源领域,可助力企业生产风机叶片所需的经编复合材料。

全新的铺纬系统可用于加工2400 tex的玻纤增强结构,最高克重达500克/平方米。因此,凭借智能化的产业用解决方案和融会贯通的整体理念,克重达600克/平方米的玻纤层可以通过短切装置整合到织物中,并最终获得高达每小时1100平方米的产量。

凭借其延展的性能潜力和更清晰的产品定价,BIAXTRONI C® II一经投放市场便大获好评。此外,除了双轴向经编机外,卡尔迈耶公司生产的多轴向经编机,如COP MAX 5机型等,可用于加工玻纤和碳纤,在风电叶片材料制作中也发挥着巨大作用。

资料来源:中国海装、卡尔迈耶
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