August 30,2007

風力機葉片

圖四  中複連眾公司生產的1.5 MW風力機葉片
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      風力機的葉片為達到輕量化的目的,全是採用高分子型複合材料製造。小型300 W風力機的葉片長度約為1.2米,可採用玻璃纖維與聚酯樹脂複材;大型200 kW風力機為12米,1.5~2.5 MW達50米,必需採用碳纖與環氧樹脂複材。

      複材葉片的設計、結構、選材、工法、製造、測試與生產必須緊密結合,同時需要通過IEC與GL等國際認證,對廠商而言顯然存在進入的門檻。葉片的設計常採用彎曲扭轉偶合效應,要求控制負載和應力,達到減少疲勞破壞的效果。製造工法主要分為開模手工積層與閉模滲透製程兩種,前者只用於生產小型葉片,後者則用於大型葉片。閉模浸滲技術以真空樹脂擴散法較能達到品質的要求,關鍵在於樹脂的黏度與流動性,模具注入孔的設計,並儘量減少孔隙率。

      台灣竹東的工研院能環所曾在1980年代開發1 kW級葉片與風力機,但是後來停止技術發展。2005年時經濟部開始推動大型風力機產業化,金豐機器公司結合五家業者及六個研發單位成立風力發電設備研發聯盟,從2006年開始研發2 MW風力機,並由先進複材公司負責葉片製作,預計在2008年推出產品。

      中國大陸連雲港的中複連眾複合材料集團公司在 2005年從德國引進1.5 MW風力機葉片生產線及技術後(如圖四),所生產的葉片已經通過GL認證,並已獲得山東威海風力發電場正式採用。2006 年7月,該公司設立風力發電機葉片工業園,生產1.5 MW以上風力發電機葉片,單只葉片長度為37.5米以上,初期將形成年產500套的能力。

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