【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。
目前國內的主流風機是1500kw，正在開發2000kw、3000 kw、5000kw的風機。隨著風力發電機裝機容量的增加和葉片長度的增大，對葉片的製造技術和材料提出了更高的要求。不斷發展的技術和市場開發使得風力發電從複合材料的邊緣應用變成全球複合材料最廣泛的應用之一。
風力發電機葉片是風力發電的核心技術，由於對葉片的外形、精度、表面粗糙度、強度和剛度的要求很高，使得葉片技術成為制約風力發電快速發展的瓶頸。旺盛的市場需求促進了風電葉片材料的研發和應用。1、葉片主要原材料風力發電機葉片的應用材料已經由木質、帆布等發展為複合材料。
複合材料是以某種材料為基體，另一種材料為增強體組成的材料。在效能上各種材料取長補短，產生協同效應，使複合材料的綜合性能優於原組成材料，可以滿足各種不同的要求。合理選擇基體和增強體的材料，並充分考慮兩者之間的相互作用是風力發電機葉片選擇材料的關鍵。
當前，我國風機葉片的主要原材料是樹脂和增強材料。1.1樹脂不飽和聚酯樹脂具有工藝性良好、**低廉等優點，在中小型風機葉片的生產中占有絕對優勢，但它也存在固化時收縮率大、放熱劇烈和成型時會有一定的氣味和毒性等缺點。
環氧樹脂具有良好的力學效能、耐腐蝕性能和尺寸穩定性，是目前大型風電葉片的首要選擇，但它的成本較高，阻礙了它的廣泛應用。乙烯基樹脂的效能介於兩種樹脂之間，目前在大型風電葉片中的應用較少，但隨著生產廠家對成本的要求越來越高，乙烯基樹脂可能會成為兆瓦級風電葉片的材料。1.
2葉片用增強材料（1）玻璃纖維玻璃纖維是一種效能優越的無機非金屬材料，它具有很好的柔軟性、絕緣性和保溫性且強度高，是複合材料中常用的一種增強材料，和樹脂組成複合材料後可以成為良好的結構用材。目前，製造風電葉片的主要材料就是玻璃纖維增強環氧樹脂和玻璃纖維增強聚酯樹脂。玻璃纖維可分為不同的級別和型別，e級玻璃纖維的使用最為普遍，也是風電機葉片的主流增強材料。
但是e級玻璃纖維體積質量較大，影響葉片速度的提高。（2）碳纖維碳纖維是指含碳量高於90%的無機高分子纖維。碳纖維不僅具有碳材料的固有特性，還具備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。
碳纖維具有很多優點，它的軸向強度和模量都很好高，無蠕變，導電性介於金屬和非金屬之間，耐疲勞性好，耐腐蝕性能好，熱膨脹係數小，纖維的體積質量低。碳纖維複合材料使風力發電機的輸出功率更平滑、均衡，提高了風能利用效率。相對於傳統的玻璃纖維，同樣長度的碳纖維葉片比玻璃纖維葉片質量要輕得多，並且碳纖維複合材料葉片的剛度是玻璃纖維複合材料葉片的2倍～3倍。
隨著風機葉片長度的增加，將碳纖維作為增強材料應用於風電葉片更能發揮其質量低、強度高的優點，但由於**比較高，限制了它的大規模應用。（3）碳纖維和玻璃纖維混雜材料隨著風電葉片長度的增加和對其剛度要求的提高，同時考慮到玻璃纖維和碳纖維之間的**差異，因此採用碳纖維和玻璃纖維混雜材料的方法既能減輕葉片質量，提高葉片強度、剛度和抗疲勞能力，又能使葉片**不至於太高。實踐證明，當風電葉片長度大於40m時，可以採用碳纖維和玻璃纖維混雜材料。
2、複合材料風機葉片製造工藝2.1濕法手糊成型濕法手糊成型法是手工將增強材料浸膠一層一層地緊貼在模具上，再真空壓實浸膠。這種方法生產效率低，而且在製造過程中會產生有害物質，造成環境汙染，所以只適合小批量、質量要求不高的風機葉片的生產。
2.2預浸料成型預浸料成型方法是首先按要求的鋪層順序將預浸料鋪放在模具內，然後用真空袋將沒有成型的製件密封，抽成真空，排除其中的氣體和揮發成分，按最佳的固化工藝引數在熱壓罐內固化成型。預浸料成型法可以提高葉片綜合性能，使葉片厚度均勻、空隙率低，表面光滑平整。
美國通用電氣公司和丹麥維斯塔斯集團對於40m以上的風機葉片使用這種成型方法[1]。2.3真空匯入成型真空匯入成型法是目前生產風機葉片的主導工藝，它是先將纖維等增強材料鋪放在模腔裡進行抽真空作業，同時，在真空壓力的作用下將樹脂基體匯入模腔來浸漬增強材料。
真空導人工藝是密閉成型的，具有汙染小、生產的葉片質量穩定和生產效率高等優點，有助於提高產品的效能、降低生產成本。3、結語目前國外風電葉片廣泛採用複合材料，並向大型化、低成本、高效能、輕量化、柔性化的方向發展，中國風電產業發展也非常迅速，生產技術也日趨成熟，逐步形成多個國產自主品牌。隨著風電技術的不斷發展，風機容量不斷增加，新材料的廣泛應用，為風機葉片設計產生提供更大的空間。
參考文獻[1]高克強,薛忠民,陳淳,邱桂傑.複合材料風電葉片技術的現狀與發展[j].新材料產業,2010(12):
4-7.
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