新能源是近几十年我国大力发展的发现之一，新能源包括太阳能、风电、潮汐能、锂电能源和氢能等等。新能源的发展与基础建设分不开关系，而其中新型材料的作用非常重要。碳纤维重量轻、强度高、模量高，是不可多得的高性能材料之一，将它应用于如风电等新能源产业是非常不错的想法，这种想法再近几十年被不断证实和应用。
 
国产碳纤维与风电产业发展密切相关
 
    碳纤维在风电领域的应用实例
 
    1、主梁帽：碳纤维复合材料在风电叶片中最重要的应用部位就是主梁帽，碳纤维主梁帽大幅减轻了叶片的重量，是目前风力发电机中最为常用的一种。2004年GEC设计了一个用于3MW机组的风力叶片，长度约为50m，叶片主梁帽中50%由碳纤维复合材料和50%玻璃纤维复合材料制成。
 
    2、蒙皮表面：碳纤维复合材料还可以使用在表面蒙皮上，减少作用在支撑梁上的受力和扭矩，采用良好的结构设计可以实现“材料诱导式”的叶片受载弯扭耦合。NEG麦康公司一款风电叶片，在总长度的60%到85%部分用碳纤维复合材料条带加固叶片蒙皮，横可明显提高蒙皮抵抗拉力和压力的能力。
 
    3、叶片根部：碳纤维复合材料使用在叶片根部时，可以增加根部材料的承载强度和断裂强度，促使施加在螺栓上的动态载荷减少，同时增加根部法兰处的螺栓数量，从而增加叶片和轮毂连接处的静态强度和疲劳强度。
 
    4、叶片前后缘防雷系统：碳纤维复合材料使用于风机叶片的前后缘，不仅可以提高叶片刚度、降低叶片质量，利用特殊设计还可以具备避雷效果，降低自然雷电对叶片的损伤。
 
国产碳纤维与风电产业发展密切相关
 
    国产碳纤维与风电产业密切相关
 
    国际上将碳纤维复合材料熟练应用于风电产业中已经有了不少案例，但对于国内，这种应用就相对滞后，主要原因还是国产碳纤维产业的发展相对落后，产能和技术上都比之不如。目前国内从事碳纤维丝制备、碳纤维复合材料生产和碳纤维制品加工的大厂并不多，而高强度和高模量碳纤维丝束的制备未达到国际先进水平。不仅质上落后，量上也落后。
 
    转到风电领域的碳纤维上，20多年前，全球风电巨头维斯塔斯通过核心专利技术解决了碳纤维板应用在风电叶片上的工艺问题，将拉挤碳板运用到了风电领域。同时，2002年7月19日，维斯塔斯向中国国家知识产权局、欧洲专利局、世界知识产权局等国际性知识产权局申请了以碳纤维条带为主要材料的风力涡轮叶片的相关专利，专利保护期为20年。
 
    这个专利保护已经到期，专利限制接触后，国内的风电叶片厂家可以不受限制的推出碳纤维相关的风电叶片产品，碳纤维在风电行业的发展将得到更好的发展。当然这种发展是有前提的，前提就是国产碳纤维行业的规模达到一定的程度，技术达到一定的高度。
 
    好在国家对于碳纤维产业的重视程度非比寻常，多个5年计划都将国内碳纤维产业从文字落实到现实，国内已经有多个大型碳纤维基地开始新建。相信随着国产碳纤维规模的完善，风电行业的碳纤维应用将会得到更大的提升。根据业内测算，当碳纤维成本降到80元~100元/公斤水平时，碳纤维在叶片领域的大规模利用场景或将完全打开。
 
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