風(fēng)輪風(fēng)輪葉片發(fā)展
發(fā)布日期:2022-01-29 04:30:01 來(lái)源:風(fēng)機(jī)百科
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風(fēng)機(jī)葉片專用翼型已成系列,但還存在很大改進(jìn)空間。采用柔性葉片也是一個(gè)發(fā)展方向,利用新型材料進(jìn)行設(shè)計(jì),從而改進(jìn)空氣動(dòng)力和葉片受力狀態(tài),增加可靠性和對(duì)風(fēng)能捕獲量。在開發(fā)新的葉片外形上也進(jìn)行大量嘗試,Enercon公司對(duì)33m葉片進(jìn)行空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn),經(jīng)過(guò)精確的測(cè)定,葉片的實(shí)際氣動(dòng)效率為56%,比按照Betz計(jì)算的最大氣動(dòng)效率低約3~4%。為此,該公司對(duì)大型葉片外形型面和結(jié)構(gòu)都進(jìn)行了必要的改進(jìn),包括為抑制生成擾流和旋渦在葉片端部安裝u201c小翼u201d;為改善和提高渦輪發(fā)電機(jī)主艙附近的捕風(fēng)能力,對(duì)葉片根莖進(jìn)行重新改進(jìn),縮小葉片的外形截面,增加葉徑長(zhǎng)度;對(duì)葉片頂部和根部之間的型面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,Enercon公司開發(fā)出旋轉(zhuǎn)直徑71m的2MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,改進(jìn)后葉片根部的捕風(fēng)能力得以提高。Enercon公司在4.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)中繼續(xù)采用此項(xiàng)技術(shù),旋轉(zhuǎn)直徑為112m的葉片端部仍安裝有傾斜u201c小翼u201d,使得葉片單片的運(yùn)行噪音小于3個(gè)葉片(旋轉(zhuǎn)直徑為66m)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪音。
風(fēng)機(jī)機(jī)組正朝著大型化發(fā)展,葉片長(zhǎng)度越來(lái)越長(zhǎng),捕獲的風(fēng)能越來(lái)越多。風(fēng)場(chǎng)經(jīng)營(yíng)者和能源公司都看好大葉片,因此Enercon公司的6MW機(jī)組應(yīng)運(yùn)而生,GE公司的7MW機(jī)組研發(fā)緊鑼密鼓,而英國(guó)正在研制10MW的巨型風(fēng)力機(jī)。如此大功率風(fēng)機(jī)配套的葉片將是超規(guī)模的。普遍采用的玻纖增強(qiáng)聚脂樹脂、玻纖增強(qiáng)環(huán)氧樹脂將無(wú)法滿足要求。所以必須開發(fā)更為先進(jìn)的材料,具備輕質(zhì)、高強(qiáng)以及剛性好的性能。
碳纖維的使用已成必然,但一般以碳/?;祀s的形式出現(xiàn)。3TEX開發(fā)了一種三維混雜結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)具備高強(qiáng)度、高剛度特性,同時(shí)該結(jié)構(gòu)能使樹脂灌注速度加快,縮短工作時(shí)間。且這種結(jié)構(gòu)較厚,減少了鋪層層數(shù),節(jié)約勞動(dòng)力,降低了生產(chǎn)成本。實(shí)際結(jié)果表明,使用這種混雜纖維形式比全玻璃鋼葉片減輕質(zhì)量約為10%左右。