葉片是風力發電機組的重要構件。它將風能傳遞給發電機的轉子，使之旋轉切割磁力線而發電。為確保在野外極其惡劣環境中長期不停、安全地執行，對葉片材料的要求是：
①密度小且具有最佳的疲勞強度和力學效能，能經受住極端惡劣條件和隨機的負荷（如暴風等）的考驗，確保安全運轉20年以上；②成本（精確說為分攤到每度電的成本）低；③葉片的彈性、旋轉時的慣性及其振動頻率特性曲紅都正常，傳遞給整個發電系統的負荷穩定性好；④耐腐蝕、耐紫外線（uv）照射和抗雷擊性好；⑤維護費用低。
frp完全可以滿足以上要求，是最佳的風力發電機葉片材料。
1.1 gfrp
目前商品化的大型風機葉片大多採用玻璃纖維增強塑料（gfrp）製造。gfrp葉片的特點為：
①可根據風機葉片的受力特點來設計強度與剛度
風機葉片主要是縱向受力，即氣動彎曲和離心力，氣動彎曲載荷比離心力大得多，由剪下與扭轉產生的剪應力不大。利用玻璃纖維（gf）受力為主的受力理論，可將主要gf布置在葉片的縱向，這樣就可使葉片輕量化。
②翼型容易成型，可達到最大氣動效率
為了達到最佳氣動效果，利用葉片複雜的氣動外形，在風輪的不同半徑處設計不同的葉片弦長、厚度、扭角和翼型，如用金屬製造則十分困難。同時gfrp葉片可實現批量生產。
③使用時間長達20年，能經受108以上疲勞交變載荷gfrp疲勞強度較高，缺口敏感性低，內阻尼大，抗震效能較好。
④耐腐蝕性好
由於gfrp具有耐酸、鹼、水汽的效能，可將風機安裝在戶外，特別對於近年來大力發展的離岸風電場來說，能將風機安裝在海上，使風力機組及其葉片經受各種氣候環境的考驗。
為了提高gfrp的效能，還可通過表面處理，上漿和塗覆等對gf進行改性。美國的研究表明，採用射電頻率等離子體沉積去塗覆e-gf，其拉伸及耐疲勞性可達到碳纖維（cf）的水平。
1.2 cfrp
隨著風機葉片設計技術的提高，風力發電向大功率、長葉片的方向發展。葉片長度增加勢必增加葉片的質量。經對長度10~60m的葉片進行的統計表明，葉片質量按長度的三次方增加。
葉片輕量化對執行、疲勞壽命、能量輸出有重要的影響。由於葉片執行時其重力產生交變載荷，使葉片本身及機組產生疲勞。葉片減重可相應減少輪轂、機艙、塔架等結構的質量。
對於大型葉片，剛度成為主要問題。為了保證在極端風載下葉尖不碰塔架，葉片必須具有足夠的剛度。既要減輕葉片的質量，又要滿足強度與剛度要求，有效的辦法是採用碳纖維增強塑料（cfrp）。
cfrp的拉伸性模量是gfrp的2~3倍。大型葉片採用cf增強可充分發揮其高彈輕質的優點。據分析，採用cf/gfrp混雜增強的方案，葉片可減重20%~40%。
據歐洲ec公司資助的研究計畫中介紹，在￠120m葉片轉子中新增cf能有效減輕總體質量達38%，另外亦可使其設計成本費用比gf減少14%。另外乙個類似的研究分析也指出，新增cf制得的風機葉片質量會比gf減輕約32%。
目前世界上最大的cf/gfrp混雜風機葉片是nodex公司為海上風電5mw機組配套研製的長度56m的葉片。nodex公司還開發了43m（9.6t）的cf/gfrp風機葉片，可用於陸上2.
5mw機組。enercon公司開發了供4.5mw風力機組使用的cfrp葉片。
對於大型葉片是否需用cf增強，目前尚有爭議。一些人認為，在風能產業中引入cf工藝是「奇特」和昂貴的，如果可能應盡量避免。然而許多結構方面的工程師確信，自然的規模法則顯示，當葉片長度增加時，質量的增加要快於能量的提取。
因此採用cf或cf/gf混雜纖維對抑制質量的增大是必要的。同時為了降低風能的成本，發展具有足夠剛性的更長葉片也是必要的。
能否在風機葉片上大量採用cfrp取決於cf的**。cfrp的效能雖然遠優於gfrp，且不論葉片還是整個風力發電機組毫玩疑問都是最輕量的，但**也是最貴的。即使cf**降到11美元/kg，用cfrp製備葉片的**還是過高。
因此現在正從原材料、工藝技術、質量控制等方面深入研究，以求降低cfrp的成本。
一般較小型的葉片（如長22m）選用量大價廉的e-gfrp，樹脂基體以不飽和聚酯為主，也可選用乙烯基酯樹脂或環氧樹脂。而較大型的葉片（如長42m以上）一般採用cfrp或cf/gfrp，樹脂基體以環氧樹脂為主。
複合材料在風力發電機葉片中的應用
摘要 本文概述了全球風電市場的現狀，複合材料在風力發電機葉片製造中的應用。關鍵詞 複合材料 風力發電機 葉片引言隨著世界性能源危機的日益加劇和公眾對於改善生態環境的呼聲不斷高漲，風力發電作為一種清潔的可再生能源在全球範圍內迅猛發展。各國都加快了對風力發電機組的研發，不斷推出新的材料和技術。目前國內的...
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