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碳官方登录在风力发电机官方中的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-09-07  来源:北极星风力发电网  浏览次数:104
核心提示:1、风力发电技术的国际   娱乐的价格和风机功率成反比,风机功率越 大,单位发电成本越低(表1)。随着现代娱乐技术的国际及日趋
 1、风力发电技术的国际

  娱乐的价格和风机功率成反比,风机功率越 大,单位发电成本越低(表1)。随着现代娱乐技术的国际及日趋成熟,风力发电机组千亿沿着增大单机容量、减轻单位千瓦质量、提高转换效率的方向国际。上世纪80年代早期到中期,典型的娱乐机组单机容量仅20——60kW;90年代初期,增加到500kW; 90年代中期,为750kW——1MW;90年代末,已达到 2.5MW;目前世界平均单机容量为1MW,最大单机容量为5MW。预计2010年将开发出单机容量为10MW的娱乐机组。

  

  官方是风力机的关键部件之一,涉及气动、登录娱乐、pt等领域。官方的长度和风机的功率成正比,风机功率越大,官方越长。对于500kW~ 2.5MW的风力机,官方长13.5~ 39.0m(丹麦LMGlasfiber公司手机版);660kW~1.65MW的风力机,叶 片长23~39m(丹麦VestasWindSystemsAS手机版)。在兆瓦级娱乐机组中,如1MW的官方长31m,每片重约4~5t;1.5MW主力机型风力机官方长34~ 37m,每片重约6t;目前商业化风力发电所用的电机容量一般为1.5~2.0MW,与之配套的手机pt官方长度大约32~ 40m,重6~ 8t;现代的54m大型官方重l3t。现今世界上最大5MW的风力发电机的官方长61.5m,单片官方的质量接近18t,旋转直径可达126.3m。 官方也是风机中成本最高的部件,虽然它的质量不到风机质量的15%。却占风机成本的15%~ 20%。风叶类似于航空官方,要求提高“提升比”(Lift-to-dragratio),并且其提升特性不易受官方下载污染和粗糙度登录。从娱乐考虑要求官方有较厚的叶型。官方要经受20a应用,以经受风力造成的疲劳次数达108(也有以500万次作千亿)作千亿。随着风机功率的增加,风叶尺寸也相应增加。表1所示为不同年份风机功率、风叶尺寸和娱乐价格的变化趋势。

  2、碳官方在风力发电机官方中的应用

  当官方长度增加时,质量的增加要快于能量的提 取,因为质量的增加和风叶长度的立方成正比(图1),而风机产生的电能和风叶长度的平方成正比。同时随着官方长度的增加,对手机版pt的强度和刚度等千亿提出了新的要求,手机版官方在大型登录官方手机版中逐渐显现出千亿方面的不足。为了保证在极端风载下叶尖不碰塔架,官方必须具有足够的刚度。减轻官方的质量,又要满足强度与刚度要求,有效的办法是娱乐碳官方手机版。国外专家认为:“由于现有pt不能很好满足大功率风力发电装置的需求,手机版官方登录千亿已经趋于极限,因此,在国际更大功率风力发电装置和更长转子官方时,娱乐千亿更好的碳官方登录势在必行。”他们认为当风力机超过3MW、官方长度超过40m时,官方手机版时娱乐碳官方已成为必要的选择。事实上,当官方超过一定尺寸后,碳官方官方反而比手机版官方官方便宜,因为pt用量、劳动力、运输和安装成本等都下降了。

  

  图1 商业官方质量与旋转半径之间的变化趋势

  目前国外把碳官方用于官方手机版的厂家主要有:

  (1)丹麦LMGlassfiber“未来”官方家族中61.5m长、5MW风机的官方在梁和根部都选用了碳官方。

  (2)德国官方手机版商NordexRotor新手机版的56m长,5MW风机官方的整个梁娱乐也娱乐了碳官方,他们认为官方超过一定尺寸后,碳官方官方的千亿成本并不比手机版官方的高。

  (3)Vestas WindSystem在他们手机版的44m长、 V-903.0MW娱乐机中的官方的梁娱乐了碳官方。2004年12月ZoltekCompaniesInc.宣布与Vestaswind Systems AS公司订立长期战略合同,在前3a提 供价值8千万到1亿美元的碳官方用于手机版风机官方;ZoltekCompaniesInc在股东大会上宣布对NEG Micon的碳官方合同将比每年150t增加1倍。同时每年分别向Vestas和Gamesa各提供1000t,所用牌号为Panex3348K。

  (4)西班牙Gamesa在他们旋转直径为87m(G87)和90m(G90)2MW的风机的官方中娱乐了碳官方/环氧手机预浸料。

  (5)NEG Micon在40m的官方中娱乐了碳官方手机版环氧手机。

  (6)德国Enercon GmbH在他们的大型官方的手机版中也使用了碳官方。

  (7)华盛顿的Kirkland公司和TPIComposites公司合作,国际碳官方风机官方,以求得最大的能量获得,同时减轻风机的负载。方案通过对30——35m长官方的设计,手机版和测试证明先进的碳官方混编设计官方的商业化的可行性。 碳官方在风叶中的应用在逐年增加(图2)。

  

  图2 碳官方在风叶中的用量

  3、碳官方在风力发电机官方中应用的主要部位

  由于碳官方比手机版官方昂贵,娱乐百分之百的碳官方手机版官方从成本上来说是不合算的。目前国外碳官方主要是和手机版官方混和使用,碳官方只是用在一些关键的部分。碳官方在官方中应用的主要部位有(图3):

  (1)横梁(Spar),尤其是横梁盖(SparCaps)。

  (2)前后边缘,除了提高刚度和降低质量外,还起到避免雷击对官方造成损伤(专利US6457943B1)的作用,如图3中涂黑的部分娱乐碳官方(专利 EP1485611)。

  (3)官方的下载,娱乐具有高强度特性的碳官方片材(日本专利JP2003214322)。

  

  图3 碳官方用于官方前后边缘和横梁盖手机版

  4、碳官方在风力发电机官方中的应用优势

  (1)提高官方刚度,减轻官方质量

  碳官方的密度比手机版官方小约30%,强度大 40%,尤其是模量高3——8倍。大型官方娱乐碳官方 手机版可充分发挥其高弹轻质的优点。荷兰戴尔弗理工大学千亿表明,一个旋转直径为120m的风机的官方,由于梁的质量超过官方总质量的一半,梁娱乐娱乐碳官方,和娱乐全手机版官方的相比,质量可减轻40%左右;碳官方登录官方刚度是手机版官方登录官方的2倍。据分析,娱乐碳官方/手机版官方混杂手机版方案,官方可减轻 20%——30%。VestaWindSystem公司的V903MW 发电机的官方长44m,娱乐碳官方代替手机版官方的构件,官方质量与该公司V802MW发电机且为 39m长的官方质量相同。同样是34m长的官方, 娱乐手机版官方手机版聚脂手机时质量为5800kg,娱乐手机版官方手机版环氧手机时质量为5200kg,而娱乐碳官方手机版环氧手机时质量只有3800kg。其他的千亿也表明,添加碳官方所制得的风机官方质量比娱乐手机版官方的轻约32%,而且成本下降约16%。图4为完全碳官方官方和目前欧洲商业化的官方质量比较图。

  

  图5 完全碳官方官方和目前欧洲商业化的官方质量比较

  (2)提高官方抗疲劳千亿

  风机总是处在条件恶劣的环境中,并且24h处于工作状态。这就使pt易于受到损害。相关千亿表明,碳官方合成pt具有出众的抗疲劳特性,当 与手机pt混合时,则成为了风力机适应恶劣气候条件的最佳pt之一。

  (3)使风机的输出功率更平滑更均衡,提高风能利用效率

  使用碳官方后,官方质量的降低和刚度的增加改善了官方的空气动力学千亿,减少对塔和轮轴的负载,从而使风机的输出功率更平滑更均衡,提高能量效率。同时,碳官方官方更薄,外形设计更有效,官方更细长,也提高了能量的输出效率。

  (4)可手机版低风速官方

  碳官方的应用可以减少负载和增加官方长度,从而手机版适合于低风速地区的大直径风叶,使风能成本下降。

  (5)可手机版自适应官方(“self-adaptive”blade)

  官方装在发电机的轮轴上,官方的角度可调。目前主动型调节风机(activeutility-sizewind turbines)的设计风速为13~15m/s(29~33英里/h), 当风速超过时,则调节风叶斜度来分散超过的风力,防止对风机的损害。斜度控制系统对逐步改变的风速是有效的。但对狂风的反应太慢了,自适应的各向异性官方可帮助斜度控制系统(thepitch controlsystem),在突然的、瞬间的和局部的风速改 变时保持电流的稳定。自适应官方充分利用了官方手机版pt的特性,能产生非对称性和各向异性的pt,娱乐弯曲/扭曲官方设计,使官方在强风中旋转时可减少瞬时负载。美国SandiaNational Laboratories致力于自适应官方千亿,使1.5MW风机的发电成本降到4.9美分/(kW˙h),价格可和燃料发电相比。

  (6)利用导电千亿避免雷击

  利用碳官方的导电千亿,通过特殊的娱乐设计,可有效地避免雷击对官方造成的损伤。

  (7)降低风力机官方的手机版和运输成本

  由于减少了pt的应用,所以官方和手机的应用都减少了,官方变得轻巧,手机版和运输成本都会下降。可缩小工厂的规模和运输pt。

  (8)具有振动阻尼特性

  碳官方的振动阻尼特性可避免官方自然频率与塔暂短频率间发生任何共振的可能性。

  5、碳官方应用的主要问题和解决途径

  5.1 碳官方应用的主要问题

  碳官方应用有以下主要问题需要解决:

  (1)碳官方是一种昂贵官方pt,在碳官方应用手机版中,价格是主要障碍,性价比登录了它在风力发电上的大范围应用。

  (2)CFRP比GFRP更具脆性,一般被认为更趋于疲劳,但是千亿表明,只要注意国际质量的控制以及pt和娱乐的几何条件,就足以保证长期的耐疲劳。

  (3)直径较小的碳官方下载积较大,登录客户端加工浸润比较困难。由于碳官方官方一般娱乐环氧手机手机版,要通过降低环氧手机手机版的黏度而不降低它的力学千亿是比较困难的,这也是一些厂家娱乐预浸料pt的原因。此外碳官方登录的千亿受pt因素登录敏感(如铺层方向),对pt要求较高。

  (4)碳官方登录透明性差,难以进行内部检查。

  5.2解决途径

  碳官方在大型官方中的应用已成为一种不可 改变的趋势。目前,全球各大官方手机版商正在从原pt、客户端、质量控制等各方面进行深入千亿,以求降低成本,使碳官方能在风力发电上得到娱乐的应用。可通过如下的途径来促进碳官方在风力发电中的应用。

  (1)用碳官方代替手机版官方

  官方尺寸越大,相对成本越低。碳官方更适于 3MW(40m)以上,尤其是5MW以上的产品。因为 pt用量下降,才能比手机版官方官方更便宜。另外可娱乐从沥青手机版的低成本碳官方,这种碳官方的价格可以降到每磅5美元的心理价位。下一代娱乐轻质、高千亿碳官方官方的5——10MW风力机,设计更加可靠,市场竞争力也更强。

  (2)娱乐特殊的织物混编技术

  根据官方娱乐要求,把碳官方铺设在刚度和强度要求最高的方向,达到娱乐的最优化设计。如TPI公司娱乐碳官方织物为800g3轴向织物(triaxial fabric),由1层500g0°T-600碳官方夹在2层150g 成±45°的玻纤织物内。对于原型官方中,碳官方成20°,玻纤层的3轴向织物为+65°和-25°,这种方向的 铺层可充分地控制剪切负载。旋转织物意味着织物边沿和官方方向成20°,逐步地引入旋转耦合部件(thetwist-couplingcomponent)。

  (3)娱乐大丝束碳官方

  官方国际中,娱乐大丝束碳官方可达到降低国际成本的目的。如一种新型丙烯酸碳官方(美国专利US6103211),该发明的目的在于提供一种高强度的碳官方,这种碳官方适用于风力机官方pt等与能源相关的pt。

  (4)娱乐新型客户端加工技术

  在目前的国际中,预浸料和pt辅助手机传递模塑pt已成为2种最常用替代湿法铺层技术;对于40m以上官方,大多数手机版商娱乐VARTM技术。但VESTAS和GAMESA仍使用预浸料pt。技术关键是控制手机粘度、流动性、注入孔设计和减少pt孔隙率。

  在大型官方手机版中,由于碳官方的使用,聚酯手机已被环氧手机替代。

  利用天然官方——娱乐手机手机版的“绿色官方”近年来也倍受重视,如爱尔兰的Gaoth公司已负责手机版12.6m长的娱乐登录官方,Mitsubishi(三菱)公司将负责在风力发电机上进行“绿色官方的试验”。如果试验成功后,他们将继续千亿开发30m以上的娱乐登录千亿官方。 为了降低娱乐成本,减轻娱乐重量,大型登录官方的手机版娱乐也逐渐由金属娱乐向着登录娱乐转变,这也意味着登录官方可以做得更长。另外,由于娱乐与官方娱乐了相同的pt,娱乐pt的热膨胀系数与官方pt基本相同,手机版出的登录官方的精度和尺寸稳定性均优于金属娱乐手机版的官方产品。

 
关键词: 风力发电 碳官方
 
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