[發明專利]一種10kW風電機組葉片

有效

• 申請號: 201310314678.2
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN103557122A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 馬學斌;李英吉
• 申請（專利權）人: 李英吉
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 彭秀麗

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，更具體地講，涉及一種10kW風電機組葉片。

背景技術

葉片是風力發電機中最基礎和關鍵的部件，其良好的設計和可靠地品質直接關系到風力發電機效率和使用壽命，葉片氣動外形的好壞直接影響到風電機組對風能吸收的效率，即決定了風機的效率和年發電量的多少，是決定度電成本的關鍵因素之一。風電機組風輪葉片氣動外形設計的任務是根據風輪設計條件，用優化設計的方法給出風輪葉片剖面弦長、相對厚度和扭角沿展向的變化，即葉片的幾何外形。

當確定好風力發電機的葉型后，葉片的強度和重量是葉片制造首先考慮的問題，也就是說，在強度保障的條件下，用最小的重量獲得最大的捕風面積是葉片工藝設計主要考慮的要素之一。

目前，國內風力機葉片普遍存在風能利用率低，度電成本高的缺點，三葉片風輪最大風能利用系數達到0.42，風能利用率偏低，如何提高風力機葉片對風力的捕獲能力，提高風力機的發電能力，是目前業界普遍所關注的問題。

發明內容

為了解決現有技術的問題，提高風力機葉片對風能的捕獲能力，提高風力機的發電能力，本發明提供了一種10kW風電機組葉片。

所述技術方案如下：

一種10kW風電機組葉片，所述葉片所使用的翼型為DU93-W-210翼型，其相對厚度為21%，葉片長度L為3.5m，葉片安裝后葉尖對應的風輪半徑r為3.9m，沿所述葉片展開方向共設置至少10個剖面點，所述葉片對應風輪半徑r位置處的葉片剖面弦長c與葉片扭角η的對應關系如下表所示：

沿所述葉片展開方向共設置18個剖面點，所述葉片對應風輪半徑r位置處的葉片剖面弦長c與葉片扭角η的對應關系如下表所示：

所述相鄰兩剖面點間的葉片弦長c和葉片扭角η按三階樣條插值方法獲取。

所述葉片包括芯材和葉片基材，所述葉片基材包裹于所述芯材外側面；

所述芯材為泡沫芯材，其由聚醚聚氨酯黑、白料混合而成，所述聚醚聚氨酯黑、白料的混合比例為1：1；

所述葉片基材為E型玻璃多軸向及單向纖維層，所述芯材與所述葉片基材通過樹脂粘結而成。

所述的樹脂為環氧乙烯基樹脂或酚醛樹脂。

所述的E型玻璃多軸向纖維層為玻璃纖維三軸向布,其單層厚度為0.8～0.9mm，所述的E型玻璃單向纖維層為單向復合氈，其單層厚度為1.1～1.2mm，所述E型玻璃多軸向纖維層及單向纖維層呈相間鋪設，所述的E型玻璃單向纖維層設置于所述兩層所述的E型多軸向纖維層之間。

優選地，所述葉片基材的外表層噴射有用于緩解葉片風蝕、防止外層脫落的膠衣層，所述膠衣層的厚度為0.3～0.5mm。

進一步優選地，所述膠衣層的外表面還噴射有氣干膠衣層，所述氣干膠衣層的厚度為0.2～0.4mm，所述氣干膠衣層為無蠟型空氣干燥性膠衣。

最優選地，所述氣干膠衣層中含有抗紫外線吸收劑，所述抗紫外線吸收劑為紫外線吸收劑UV-531或UV-9。

本發明提供的技術方案帶來的有益效果是：

1.本發明采用荷蘭DU93-W-210翼型，并對此種翼型葉片進行氣動外形參數優化，由于此翼型具有高升阻比、高的最大升力及和緩的失速特性，同時，對粗糙度不敏感和低噪聲等性能，通過優化所得到的葉片與現有的葉片在同一風速環境下相比，本發明所提供的風電機組葉片與現有的風電機組葉片相比可提高風能利用率5%～10%。

2.本發明所提供的葉片包括芯材和葉片基材，葉片基材包裹于芯材外側面，芯材為泡沫芯材，其由聚醚聚氨酯黑、白料混合而成，聚醚聚氨酯黑、白料的混合比例為1：1；葉片基材為E型玻璃多軸向及單向纖維層，芯材與葉片基材通過樹脂粘結而成。其中的E型玻璃多軸向纖維層及單向纖維層呈相間鋪設，E型玻璃單向纖維層設置于兩層E型多軸向纖維層之間，這樣顯著提高了葉片的整體強度。

3.本發明在葉片纖維鋪層前噴膠衣層，膠衣層的厚度為0.3～0.5mm，優選采用厚度0.4mm的膠衣層，此層主要起粘結作用，且增強了葉片基材外表層與結構層的粘結力，保證葉片的表面光滑，以減少風阻，提高了葉片抗擊風蝕的能力。