風力発電技術の開発方向に加え、風力発電機の技術は、スタンドアロン版の容積拡大、企業キロワットの純重量の削減、および変換速度の向上という開発傾向に従います。風力発電ブレードの仕様が大きいほど、材料の要件が高くなります。その軽量化と高い圧縮強度は、風力発電業界で徐々に使用されてきました。
風力発電分野で使用される炭素繊維材料の利点は、次の分野で具現化することができます。
1. 風力タービンブレードの曲げ剛性を改善し、正味重量を緩和する
炭素繊維の相対密度はガラス繊維の比約30%低いが、圧縮強度は約40%であり、特にひずみ率は3~8倍高い。大型および中型の風力タービンブレードに炭素繊維材料を使用することで、軽弾性綿の利点を最大限に活用できます。科学的研究は、同じブレードが34Mの長さであることを示しています。ガラス繊維を使用してアルキド樹脂の品質を向上させると、品質は5800kgです。ガラス繊維を用いてエポキシ樹脂の品質を向上させると、品質は5205kgです。しかし、カーボンファイバーを用いてエポキシ樹脂の品質を向上させると、品質はわずか3805kgです。
2. 刃の疲労軽減特性を改善する
自然な屋外条件下での風力モーターの長期運転、環境湿度、激しい嵐、蓄積などの要因により、風力タービンブレードが損傷しやすい可能性があります。炭素繊維原料は、優れた耐疲労性を有し、優れた化学酸、アルカリおよび塩気を有する。その耐食性は、複合樹脂と組み合わせると、風力発電機が過酷な気象条件に統合するための最良の原材料の一つになります。
3.遠心ファンのパワーをより滑らかにし、よりバランスのとれたものにし、風のアプリケーションの効率を向上させます
炭素繊維の適用後、ブレードの正味重量と曲げ剛性が向上し、風力タービンブレードの流体力学的特性が向上し、タワーとシャフトテノンの負荷が低減し、遠心ファンの電力がよりスムーズかつバランスが取れ、風力エネルギー変換効率が向上する。また、炭素繊維ブレードは薄く、ブレードが長く薄くなり、運動エネルギー出力の効率が向上します。
4.レスポンシブブレードを製造することができます
応答性の高い遠心ファンは、化学繊維を柔軟に使用して原料の特性を改善し、不斉および様々な原料を引き起こす可能性があります。刃を曲げて歪める設計スキームは、強風で回転する瞬間的な負荷を軽減するためにブレードを促進します。遠心ファンへの害を避けてください。
5. 導電率の使用は落雷を防ぐことができます
カーボンファイバーの導電性を使用すると、ファンブレードの全体的な設計に従って、落雷によるブレードの損傷を合理的に防ぐことができます。
風力タービンブレードの製造コストと物流コストの削減
炭素繊維原料の使用により、同じ仕様のブレードが軽量化、製造コスト、物流コストを削減し、小規模加工プラントの運用規模を縮小し、輸送設備を削減します。
7.低風の刃を作り出すことができる
風力タービンブレードに炭素繊維を使用することで、ブレードの正味重量を減らし、リムとシャフトの負荷を軽減し、ブレードの長さを増やし、低風領域に適した大口径のブレードを製造し、コストを抑制することができます。
8. 振動減衰特性
炭素繊維の振動減衰特性により、刃の自然周波数と塔の短い周波数との共振の確率を防ぐことができます。
