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ORNL新型大丝束碳纤维可将叶片主梁材料成本降低40%
来源:中国复材展组委会 2021-04-12 13:40:57
本文阅读次数:1569
文章关键词:
碳纤维
风电叶片
成本
ORNL
原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-244-10695.html
近期,美国Sandia国家实验室发布了一项最新研究,结果表明与市面上常见的商用
碳纤维
和玻璃纤维相比,新型大丝束
碳纤维
确实能够为风能行业带来
成本
效益和性能提升。
报告称,采用
碳纤维
生产的风机叶片较传统的玻纤叶片轻25%,这意味着
碳纤维
叶片可以制造得更长,且能够在低风速区捕捉到更多能量。该项目负责人Brandon Ennis表示,
碳纤维
叶片也因为
碳纤维
优异的抗疲劳性能而获得更长的服役寿命。
但众所周知,风机制造商需要设计制造出能够连续30年承受压缩和疲劳载荷的风机叶片,同时,
成本
也是一个关键问题。
Ennis表示,采用橡树岭国家实验室(
ORNL
)开发的新型低
成本
大丝束
碳纤维
能够满足风电行业的性能要求,同时具有
成本
效益。新型
碳纤维
的原丝来自纺织工业广泛使用的大丝束腈纶纤维。生产工艺中纤维被高温碳化,随后经过拉挤工艺制成风电行业需要的、同时具备高性能和高可靠性的板材。研究团队认为,新材料在“风电行业最感兴趣的
成本
特性方面”比目前的商用材料表现更好。
研究团队同时对新型
碳纤维
、商用
碳纤维
和标准玻璃纤维复合材料进行了力学性能对比,将测试数据与
ORNL
的
成本
模型相结合,并将这些数据用于叶片设计分析,以评估使用新型
碳纤维
(而不是商用
碳纤维
或标准玻璃纤维)作为风叶主要结构支撑的系统影响。
研究结果表明,与商用
碳纤维
相比,采用新型大丝束
碳纤维
能够将每美元的抗压强度提高56%。通常情况下,制造商会采用更多材料来制造部件以适应较低的抗压强度,从而导致材料
成本
的增加。考虑到新型
碳纤维
单位
成本
抗压强度的提高,研究团队预计,与商用
碳纤维
相比,采用新型
碳纤维
制造的叶片主梁在材料
成本
上将下降40%。
由于具有优异的抗疲劳性能,新型
碳纤维
与玻璃纤维相比在陆上风机设计中也具有明显的
成本
优势。采用新型
碳纤维
所带来的重量减轻、疲劳寿命延长等其他优势,可能会影响整台风机的设计,从而带来额外的
成本
效益和性能提升。
项目负责人表示,虽然目前市场上尚不存在适合风力发电行业的最佳
碳纤维
,但新型纺织
碳纤维
的性能特点对风力发电机所承受的特定负载具有更高的价值。该材料的商业化可以使
碳纤维
的优势在风能领域得到更广泛地发挥,并降低风电的总
成本
。
文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-244-10695.html
文章关键词:
碳纤维
风电叶片
成本
ORNL
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