簡介
1888年美國人CharlesF.Brush建造了第一台用于發電的風機,其風機葉片采用平闆設計,效率較低。1891年丹麥人PoulLaCour在設計風機葉片時,引入了空氣動力學概念,從而開創了風機葉片更為科學的設計方法。經過百年來的發展,風機葉片不論從結構、造型,還是制造材料都發生了極大的改變。随着風機單機裝機容量的增加,風機葉片的直徑也不斷上升。據數據統計顯示,風機葉片直徑每增大6%,風能利用率可增加約12%。現有的2兆瓦風機葉片直徑可達80m。然而風機葉片直徑的增大也會帶來制造方面的困難,同時葉片的運輸安裝成本也将大大提升。
組成結構
• 外殼:風機葉片的兩個半殼,通常具有較複雜的空氣動力學造型。
• 腹闆:又叫内部梁,主要用于支撐葉片外殼,并承擔葉片所受到的彎曲載荷,腹闆常采用工字梁結構以減輕重量。
• 梁帽:用于連接腹闆和葉片外殼
• 擋雨環:安裝于葉根處,用于防止雨水流入風機
• 人孔蓋:用于連接葉片與風機主軸
• 避雷系統:由于風機較為高大且處于空曠地帶,而雷擊也是造成風機損壞的一大原因,因此避雷對于風機非常重要
制造材料
風機葉片對材料要求很高,不僅需要具有較輕的重量,還需要具有較高的強度、抗腐蝕、耐疲勞性能,因此現在的風機廠商廣泛采用複合材料制造風機葉片,複合材料占整個風機葉片的比重甚至高達90%。葉片制造材料由最初的亞麻布蒙着木闆發展至鋼材、鋁合金,直至目前的複合材料。現在的風機廠商在制造風機葉片時,葉片外殼常采用玻璃纖維增強樹脂,葉尖、葉片主梁則采用強度更高的碳纖維,前緣、後緣以及剪切勒部位常采用夾層結構複合材料(即“三明治夾芯”材料)。