玻璃钢复合材料风力机叶片

    自20世纪90年代起，世界风力发电机制造业年平均增长率达30 010，是当今世界增长最快的行业之一。至2005年底，全世界的风机总装机容量达到了59084 MW，BTM预测到2010年的这几年内年年安装量平均增长量为16.4%，增长中心在美国、印度和中国，而欧洲需求仍然旺盛。欧洲风能协会的风能目标是到2020年，全世界的装机容量为150 000 MW。

    世界风能事业的发展，促进了风电技术的发展。风电技术发展的标志之一是风力机单机容量的增大。新型大型风力机不断出现并得到迅速推广应用。兆瓦级的机组大量投入了应用。1994年以前，世界上最大量使用的风力机组单机容量在200 kW(叶片长10 m左右)以下，1996年300kW(叶片长14 m左右1成为主流机型。1998年600 kW(叶片长21 m左右)机组成为重要机型。1999年以后，大量单机容量在1MW或1 MWf叶片长30～40 m)以上的机型进入风电市场。当年风电市场上，兆瓦机组的市场占有率为27%，到了2000年兆瓦机的市场占有率为40%。预计今后几年，兆瓦级机组将在风电市场上占绝对主导地位。

    随着风力机单机容量的增大，风力机功率调节方式从采用失速功率调节转到越来越多地采用变桨距和变速恒频技术，以提高风轮效率。这对风轮叶片的设计提出了相应的要求。单机容量的增长对风电开发商带来更大的经济利益，主要是风电单位kW成本和单位kWh运行成本下降，并且随着单机容量的提高，轮毂高度相应提高，风能利用率也将随着高度的增高而提高。

    随着风力机单机容量增大，叶片长度也相应增长。叶片的长度增加，则重量也增加。叶片重量与风轮半径R近似成3次方关系。200 kW叶片单片重量约800 kg，600 kW叶片单片重量约2t，1 MW叶片单片重量约4t，1.5 MW叶片单片重量约6t，2 MW叶片单片重量约8 t，而SMW叶片单片重量达10几吨。故对复合材料叶片设计者来说，解决大型风力机复合材料叶片的强刚度与重量的矛盾是一个挑战。风力机复合材料叶片技术的进展也是设计、材料、工艺、装备等综合技术的进展。

    玻璃钢／复合材料叶片主要在几家著名的叶片制造商进行专业化生产，如丹麦的LM公司。V est as公司则生产与自身相配套的叶片LM公司为世界最大的叶片制造商。产品占据世界风电市场的45%。叶片供应给一流风力机制造商如NEGMicon、Bonus、Repow er，No dex及其它风力机制造商。LM公司从1980年推出第一片叶片（7.5 m长）以来，经过20多年发展，己成为在德国、荷兰、西班牙、美国、印度均有子公司的最具实力的叶片制造商。至2000年，己生产6万片叶片，当年生产7 200片叶片。目前世界上一些著名大风力机制造商也开始生产为自己配套的玻璃钢叶片如丹麦的Bonus公司、德国的Enercon公司、西班牙的G am esa公司等。

    与国外相比，我国在风电设备设计与制造技术上存在一定的差距，尤其在兆瓦级风力机技术上，还处于起步阶段。在“十一五”时期我国将继续开展2～3 MW风力机及复合材料叶片的攻关。通过攻关，力争使我们的风电技术有所突破、有所创新，并形成产业化生产，使我国的风电设备制造技术逐步接近国外先进水平。