近年來，海上風(fēng)力發(fā)電為中心的風(fēng)車葉片的大型化和提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的利用率是大勢所趨。為此開展了以提高風(fēng)力發(fā)電設(shè)備利用率為目的，實(shí)現(xiàn)成電葉片輕量化的技術(shù)研發(fā)。特別是，如何提高風(fēng)電傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性和使用壽命是首要目標(biāo)，所以結(jié)合樹脂和成型方法的改進(jìn)，開發(fā)葉片輕量化的技術(shù)。

01

高可靠性風(fēng)電葉片材料的開發(fā)

在現(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，葉片的大型化是提升單機(jī)容量的關(guān)鍵，也是提高發(fā)電效率的重要路徑。隨著風(fēng)電系統(tǒng)的大型化，葉片也成比例地變長，但由于其重量與轉(zhuǎn)子直徑的成3次方比例地變重，所以對風(fēng)電系統(tǒng)來說是很大的負(fù)擔(dān)，有可能因發(fā)電效率降低或傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)荷增加而導(dǎo)致故障增加。因此，要求將由玻璃纖維/環(huán)氧樹脂組成的增強(qiáng)纖維復(fù)合材料（以下稱為FRP）構(gòu)成的葉片的機(jī)械強(qiáng)度維持為與現(xiàn)行產(chǎn)品相同，同時(shí)實(shí)現(xiàn)葉片的輕量化。為此，需要提高FRP的強(qiáng)度，但目前使用的FRP是玻璃纖維捻合而取向性低，尚達(dá)不到所期待的強(qiáng)度要求。

因此，通過使玻璃纖維在取向的狀態(tài)下固化，開發(fā)出含有高強(qiáng)度且實(shí)現(xiàn)輕量化的高取向玻璃纖維樹脂（高取向FRP）是主要目標(biāo)（如圖1）。

為了制造該高取向FRP，在保持張力的狀態(tài)下用樹脂進(jìn)行固化，因此速固化技術(shù)成為關(guān)鍵，應(yīng)用特殊光的固化技術(shù)和低溫速固化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)葉片的高強(qiáng)度化和輕量化目標(biāo)。另外，通過開發(fā)上述樹脂及成型方法，不是以往的勞動(dòng)集約型的VaRTM成型，而是不依賴人力的自動(dòng)化和機(jī)械化。

圖1 高取向FRP的成型示意圖

02

高信賴性風(fēng)電葉片

2.1 高強(qiáng)度樹脂的開發(fā)

在高強(qiáng)度樹脂開發(fā)中，應(yīng)用了具有的特殊光固化技術(shù)和低溫速固化技術(shù)，開發(fā)了特殊改性環(huán)氧樹脂材料PMX，其混合粘度、固化時(shí)間如表1所示，樹脂物性如圖2所示。

表1 樹脂的代表特性（混合粘度、固化時(shí)間）