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一文看懂碳纤维在风电叶片领域应用

2018-04-25 来源：新材料在线浏览数：562

风能是最具成本优势、环保的能源之一。2017年，风电叶片制造巨头Vestas分别与赫氏、阿克萨集团签署协议，为新一代风机叶片提供先进碳纤维复合材料。风电是碳纤维复合材料目前最具发展潜力的应用领域之一。

图片来源：GE官网

　　1、碳纤维复合材料在风电领域的市场规模

　　截止到2016年5月，全球风电装机容量已近4270亿MW，预计到2020年，风力发电量将占世界总发电量的11.81%。

数据来源：Windpower Monthly

　　近年来，碳纤维及其复合材料在风电叶片领域的使用越发的广泛，风电机组的大型化和海上化都极大的地拉动对碳纤维叶片的需求，下图为2011年-2016年全球碳纤维风电叶片市场需求量。

资料来源：赛瑞研究

　　下图为2016-2020年碳纤维在风电叶片需求量的预测，从图中可以看出，在2020年，需求量将超过3万吨。

数据来源：东北证券，《2015年全球碳纤维复合材料市场报告》

　　当前风电机组正朝着大型化、轻量化的方向发展，下图为叶片直径的演变图，

数据来源：《碳纤维的十六个主要应用领域及近期技术进展( 二)》

　　从图中可以看出，当前叶片的直径已经超过了190m，超长的叶片对材料的强度和刚度提出了更高的要求。

重量的增加对叶片的影响

　　传统的叶片制造材料主要为玻璃纤维复合材料，而当叶片长度超过一定值后，全玻璃钢叶片重量比较大，性能上也有较多不足，已经无法满足风电叶片大型化，轻量化的要求。而碳纤维复合材料比玻璃纤维复合材料具有更低的密度，更高的强度，其突破了玻璃纤维复合材料的性能极限,而且可以保证风电叶片在增加长度的同时,重量大大降低了。