风力发电机的叶片材料及加工工艺

1925年，美国的雅克布斯风力发电机生产厂发明了三叶片螺旋桨型叶轮，使水平轴叶轮的效率及性能均得到了较大提高。

风轮的组成部件，主要是叶片。风力发电机的风轮，一般是由2-3片叶片组成的。小型风力发电机有超过3叶轮的情况。1.5MW以上这类大型风力发电机组，基本都是3叶型。

为什么一定要使用三叶型的发电机？

专业的角度需要考虑空气动力学的问题，显然这里不适合展开讲。从常识角度来说，叶片迎风受力面越大，可以得到风力推动的有效作用就更大。

但由于叶片转动时，会产生涡流，叶片转动时会有一个涡流系统。

叶轮的涡流系统

常规的叶片接受风能的转化率只有：25%～45%。

因此，综合考虑叶片的效率，做大，做长，做轻，更柔性化就是叶片发展的核心方向。

1、叶片材料发展演变

随着叶片尺寸的不断增大, 主要朝大型化和轻量化的方向发展,由最初的木质品逐步过渡到玻璃钢, 现在采用碳纤维复合材料(CFRP)。

伴随着碳纤维和环氧树脂复合材料的不断突破。目前风电叶片主要采用的就是碳纤维材料。部分超长型的叶片，会在连接处使用钢材作为主要受力部件。西门子歌美飒有研发分段式叶片，叶片两节连接处也使用的是钢材。

2、碳纤维叶片的制作工艺

制造工艺主要有手糊成型、模压成型、预浸料成型、拉挤成型、纤维缠绕、树脂传递模塑以及真空灌注成型等工艺。

总之在风电叶片向轻量化和大尺寸，高柔性发展中，使用复合材料已经成为必然。碳纤维复合材料，既可以轻量化，同时可以承受较大的拉伸力度，更重要的使用寿命较长。