September.25.2024

消息來源：TaipeiPLAS 2024展覽速報

在全球能源結構向低碳化轉變、能源消費結構不斷優化的背景下，可再生能源的需求正持續增長。玻纖/碳纖維增強聚合物基複合材料作為高度工程化的材料，具有高比模量和高比強度，在過去的幾十年中，它們已成功應用於航空、汽車、鐵路運輸、海洋和風能行業。隨著材料科學的持續進步，現在可再生能源領域已逐漸發展為複合材料用量最大的終端市場之一。

在風電領域，開發大型化、輕量化和低成本的風電葉片是未來的趨勢。風電葉片的長度不斷增加，複合材料因其輕質高強、可設計性及低成本等優勢，成為風電行業不可替代的主要材料，保障了風電產業大規模快速發展。
在光伏領域，由於複合材料具有高強度、耐腐蝕、耐候性強、可塑性和絕緣性、輕質美觀等優點，正逐漸成為傳統金屬材料在光伏邊框和支架中的替代材料。在電力輸送領域，大量湧入的可再生能源發電量給整個電網系統的傳輸能力、整合能力和可靠性帶來了巨大挑戰，使用複合材料可以改善可再生能源在整個電網中的傳輸。

作為複合材料重要的終端市場，風電領域已成為目前碳纖維最大的下游需求來源之一。在風力發電機的關鍵部件—葉片上，碳纖維複合材料正發揮著關鍵作用。這些輕質、高強度的材料不僅有助於提升風力發電機的性能，還能降低維護成本，減少碳排放。複合材料在比強度和比模量方面具有其他技術材料無法比擬的優越性，因此成為當前大型風力發電葉片的首選材料。複合材料在整個風電葉片中的重量通常占90%以上，其中承力結構由玻璃纖維或碳纖維複合材料構成，賦予葉片結構較強的力學性能。複合材料葉片通常由根部、外殼和加強筋或梁三部分組成，與同級別的高模玻纖主樑相比，採用碳纖維可實現減重20%~30%。以122米長的葉片為例，減輕葉片重量可大幅降低因自重傳遞到主機上的載荷，進而減少輪轂、機艙、塔架和樁基等結構部件15%～20%的重量，從而有效降低風機10%以上的整體成本。

目前，海上風電發展迅速，包括我國在內的許多國家都宣布了海上風電的新戰略，這表示需要更大功率的風機、更長的風電葉片，對碳纖維的需求也隨之增加。由於海上風電的特殊性，碳纖維在海上風電中的應用潛力也更加廣泛。
談到風電葉片，就無法避開回收利用這一話題。目前全球風電裝機進入高速增長期，許多最早大規模開發風電的國家也迎來了風機報廢潮。在過去幾年中，除了堆放在垃圾填埋場之外，如何在其壽命終期(EOL)處理退役的風力渦輪機葉片一直是風能公司關注的焦點。各大風機製造企業正不斷加強風機葉片的回收業務，打通風電低碳之路的最後一哩路。
回列表頁
TOP