風機葉片是一個復合材料制成的薄殼結(jié)構,結(jié)構上分根部、外殼、龍骨三個部分。類型多種,有尖頭、平頭、鉤頭、帶襟翼的尖部等。制造工藝主要包括陽模→翻陰模→鋪層→加熱固化→脫模→打磨表面→噴漆等。設計難點包括葉型的空氣動力學設計、強度、疲勞、噪聲設計、復合材料鋪層設計。工藝難點主要包括陽模加工、模翻制、樹脂系統(tǒng)選用。葉片是一個大型的復合材料結(jié)構,其重量的90%以上由復合材料組成,每臺發(fā)電機一般有三支葉片,1.5MW的發(fā)電機單支葉片用復合材料達6噸,而3MW以上的風機葉片單支重量在10噸以上。
風機葉片約占風機總成本的15%-20%,目前大型風力發(fā)電機的葉片基本上是由復合材料構成,復合材料含量通常超過90%。據(jù)統(tǒng)計,風機葉片尺寸每增大6%,捕獲的風能可增加12%。
葉片的設計初衷是獲得動力學效率和結(jié)構設計的平衡。材料和工藝的選擇決定了葉片終的實際厚度和成本。結(jié)構設計人員在如何將設計原則和制造工藝相結(jié)合的工作中扮演著重要角色,必須找出保證性能與降低成本之間的優(yōu)方案。