碳纤维材料在新能源领域的应用还是比较多的，其中风力发电是碳纤维的一个较大的应用方向。上个月，中国船舶集团洛阳双瑞生产了一款长度102米，宽度6.6米的柔性碳纤维风电叶片，刷新了新的记录。
 
国产102米碳纤维风电叶片正在接受测试
 
    国产102米碳纤维风电叶片正在接受测试
 
    中国船舶集团洛阳双瑞出品的10MW-SR210型叶片，是国内第一款超过百米的柔性碳纤维叶片，弯矩超过之前91米叶片弯矩的5倍，目前正在接受多种性能测试，光是测试承载台的高度就超过了8层住宅楼。
 
    风能是可再生能源之一，是我国新能源发展的重要方向，为了影响国家碳达峰-碳中和的目标，太阳能、风能、水能等都在源源不断的转化为电能，以替代燃油、燃煤，避免二氧化碳等气体的排放，达到节能环保的最终目的。
 
国产102米碳纤维风电叶片正在接受测试
 
    近10年国内风能发电发展迅速，碳纤维功不可没
 
    为提高风力发电机的风能转换效率，增大单机容量和减轻单位千瓦质量是关键。20世纪90年代初期，风电机组单机容量仅为500kW，而如今，单机容量10MW的海上风力发电机组都已产品化。
 
    风电叶片是风电机组中有效捕获风能的关键部件，叶片长度随风电机组单机容量的提高而不断增长。根据顶旋理论，为获得更大的发电能力，风力发电机需安装更大的叶片。因叶片长度的问题，业界就是否需发展10MW及以上能力的风力发电机存有争议，但主流观点是需要发展的。
 
    面积与体积的关系的科学定律将最终限制叶轮直径的不断增长，但目前还未达到极限，制造10MW风力发电机在技术上是可行的；且从运营效益上看，降低每兆瓦时的运营成本，必须提高风力发电机的容量。
 
    叶轮直径的增加对叶片的质量及抗拉强力提出了更轻、更高的要求。碳纤维增强复合材料是制造大型叶片的关键材料，其可弥补玻璃纤维复合材料的性能不足。但长期以来，出于成本因素，碳纤维增强复合材料是在叶片制造中只被用于樑帽、叶根、叶尖和蒙皮等关键部位。
 
国产102米碳纤维风电叶片正在接受测试
 
    近年，随着碳纤维价格稳中有降，加之叶片长度进一步加长，碳纤维增强复合材料是的应用部位增加，用量也有较大提升。2014年，成功研制出国内最长的6MW风机叶片，该叶片全长77.7m、质量28t，其中主梁由5t的国产碳纤维增强复合材料是制成。
 
    文章开篇提到的中国船舶集团洛阳双瑞已经生产出长度达102米的碳纤维风电叶片，虽然还没有正式投入使用，但已经说明了我国在大型碳纤维制品和风电装备建造的技术和工艺上有了长足的进步。相信随着国产碳纤维产能的提升和碳纤维制备技术的提高，长度更长性能更好的碳纤维风电叶片还会不断出现。
 
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