复合材料风电叶片的改进将驱动风电行业

风能是一个日益重要的可再生能源的来源。据全球风能委员会(GWEC)统计，2015年，全世界的风电场产生了约435 GW的电力，大约占全球发电量的7%。到2030年，GWEC预计风电供应量将为2110 GW，约占全球电力需求的20%。

至少部分的增长将取决于未来十年在复合材料风电叶片的组件、设计和结构中所取得的进展。专门从事清洁能源市场分析的法维翰咨询公司认表示，涉及风力涡轮机行业的利益相关者投入在风电叶片上的研发资金比在风力涡轮机的任何其他组件都多。叶片是发电的关键；涡轮机的叶片越长，扫风面积越大，产生的电力就越多。

长73.5米的叶片为深海风能公司位于罗得岛海上的新布鲁克岛风力发电场生产电力。这个具有五台风力发电机的30MW的风力发电场是美国第一座海上风电场，从去年12月开始为新英格兰地区电网供电。

通用电气可再生能源公司供应了涡轮机，由风电叶片承包商LM风电公司在丹麦的工厂制造，然后于2016年6月运输到布鲁克岛进行安装。

LM风电公司在2012年推出这种73.5米的叶片，当时是世界上最长的叶片，据公司国际交流部交流与可持续业务高级经理Lene Mi Ran Kristiansen介绍：“这种叶片引进入了几个创新特性降低重量，确保更小的根部直径，但它是基于现有的聚酯技术。”

去年6月，公司利用不同的材料制造了破纪录的88.4米叶片。这是一种新的混合碳纤维材料，结合了更便宜的玻璃纤维和很轻但昂贵的碳纤维的性能。“所有的叶片都有一个重量和长度、成本和性能之间的平衡。”Kristiansen说。

建造这些巨大的叶片时遇到的挑战在很大程度上关系到合适的工厂、设备和物流解决方案来将它们从工厂运到目的地。这些大叶片的目的地在海上，所以具有成本效益的工具可使叶片在陆地上存储的，用船运输并且在海上用起重机安装是关键。

在制造过程中，在模具中铺放原材料等几个工艺必须进行调整和重新思考。因为模具的巨大尺寸，操作工无法再用小模具的方法达到和手动把材料铺放到位。此外，随着垂直的表面变大，玻璃纤维会滑落下来。这些只是一些生产细节，会随着模具尺寸的增加而演变成问题。

克服这些挑战的关键是需要进行大量的准备和持续交流，产生创意并研发解决方案，Kristiansen说。