• 風能與電力



    碳纖維復合材料與新能源(風力發電、核能)


    關于風能


    “海上天使”7兆瓦海上風力發電機配套葉片(81.6米)通過測試






    德國風電葉片設計和制造商EUROS已完成其81.6米海上風力發電機葉片的全尺寸測試活動。


    最后一步測試活動,即所謂的疲勞載荷后靜力試驗,根據IEC和GL標準成功完成。德國勞氏船級社監督下,上周IWES進行了葉片擺振方向、揮舞方向測試。所有測試在四天內完成,葉片再一次沒有任何問題,或者損壞。


    在25年的生命周期內,葉片的靜態和動態特性與初始靜態測試特性保持一致。得出了所有測試結果,EUROS工程團隊取得了又一個重大步驟,拿到了設計評估證書。


    原型葉片將配備于日本三菱公司名為“海上天使”的7兆瓦海上風力發電機,使用地點將位于日本福島市沿岸。


    EUROS已經通過2003年和2006年的5兆瓦海上風電葉片生產累積了一定的經驗。


    2009年,該公司推出了自己的海上葉片開發,從那時起在葉片的設計、制造、運輸和維修等各個方面與三菱公司進行了一項廣泛的研究和開發合作計劃。


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    德國EUROS公司交付首個81.6米長的7兆瓦海上風電葉片(2013-6-8)


    德國自主風電葉片設計和制造商EUROS在Rügen島的Sassnitz/Mukran開設了新的模具生產廠,3個月后其交付了生產的首個海上風機葉片。


    該葉片長81.6m(合268英尺)、質量為32.5噸,將配備于日本三菱公司名為“海上天使”的7兆瓦海上風力發電機,轉子直徑167m(548英尺),使用地點將位于靠近格拉斯哥的蘇格蘭海岸及日本福島市沿岸。


    葉片將被運到德國不來梅進行靜態和動態的性能測試。測試負載代表其最高的靜態和動態載荷,葉片將在25年的生命周期內面對并確保結構設計模型和制造過程符合認證所需的計算和驗證。


    “EUROS的團隊對第一個海上風機示范葉片的成功交付和裝運感到自豪和滿意”其首席執行官Michael Wolf博士說。雖然在Sassnitz/Mukran生產了第一套原型葉片,EUROS計劃在德國羅斯托克建立試生產和批量生產線。


    EUROS已經通過2003年和2006年的5兆瓦海上風電葉片生產累積了一定的經驗。 2009年,該公司推出了自己的海上葉片開發,從那時起在葉片的設計、制造、運輸和維修等各個方面與三菱公司進行了一項廣泛的研究和開發合作計劃。完成了風洞測試,以確?;袢∽罡叩目掌π閱?。


    葉片的碳纖維復合材料承載梁帽和芯材以前只使用在飛機行業,其提供了最高的強度,剛度和耐用性,同時保持了盡可能的最低質量。EUROS說,所有的生產過程是為最高品質及世界上最大的轉子葉片尺寸量身定做。


    該公司表示,目標設計值的實際質量偏差小于1%。本月EUROS將完成其在波蘭的擴產,增加五倍的產能,最大生產能力將高達每年600兆瓦裝機功率的風機葉片。




    碳纖維在風能發電方面的應用



    在風力發電領域,經編復合材料是制造風力發電葉片及其它重要結構部件的主要材料,葉片90%以上重量由復合材料組成。采用碳纖維NCF 織物制備的復合材料風機葉片,具有質量輕、強度高、剛性好的優點,能夠滿足開發大型化、輕量化、高性能、低成本的發電葉片的要求。


    碳纖維高強度、高模量、耐腐蝕、抗疲勞等性能,可以有效地提高葉片剛度,減輕葉片重量,增長葉片使用壽命,提高風能利用率。隨著大絲束碳纖維的廣泛應用,碳纖維價格的不斷降低,碳纖維在大型葉片中的應用已成為一種趨勢。未來風力發電葉片制造中,碳纖維代替部分玻璃纖維應用于葉片、且用量逐步增加是高性能碳纖維復合材料發展的必然結果。




    這項最新設計需要1203 根“風力莖桿”,每根莖桿高60米,帶有一個直徑11-22米混凝土底基,風力莖桿最頂端直徑僅5厘米。它采用碳纖維材料制成,使用樹脂進行加固,莖桿狀碳纖維底部直徑大約是0.33米。對于風力莖桿,當它們受到搖擺風流的壓縮作用,進而形成電流。




    關于電力


    電力是以電能作為動力的能源。發明于19世紀70 年代,電力的發明和應用掀起了第二次工業化高潮。成為人類歷史18世紀以來,世界發生的三次科技革命之一,從此科技改變了人們的生活。20世紀出現的大規模電力系統是人類工程科學史上最重要的成就之一,是由發電、輸電、變電、配電和用電等環節組成的電力生產與消費系統。它將自然界的一次能源通過機械能裝置轉化成電力,再經輸電、變電和配電將電力供應到各用戶。