时代新材研制的新型聚氨酯风电叶片完成交付

由中车株洲所旗下时代新材研制的聚氨酯风电叶片成功交付远景能源公司,计划于今年7月挂机安装。此款121型聚氨酯风电叶片为2.2兆瓦级,重约13.7吨,长59.5米,是世界最长的新型高性能聚氨酯风电叶片。

该款风电叶片于2017年9月份研制成功,是目前全球首款实现批量生产的创新型聚氨酯风电叶片。为确保叶片能在恶劣环境下实现稳定运转,时代新材已于2018年先后通过了叶片四个方向的静力试验、疲劳试验及为期6个月的挂机考核。

与传统环氧树脂材料相比,新型聚氨酯树脂具有更为优异的机械性能和抗疲劳性能,固化速度快,加工性能好,与玻璃纤维和碳纤维有更好的界面结合力,有助于提高生产效率和降低生产成本。据生产数据统计,聚氨酯树脂的灌注用量低于环氧树脂,灌注固化效率提高了40%。

根据世界风能协会统计,中国是世界最大的风电市场,截至2018年底,累计装机容量已达到221GW。大型风机叶片可搭载更大的风力发电机,风电行业对大型风机叶片的需求日益增长。新型聚氨酯树脂材料正契合了全球风电叶片大型化、轻量化的发展趋势,为叶片设计提供了更多可能性,将有助于推动清洁能源发展。

 近年来,以时代新材为代表的株洲新材料生产企业,致力于推动风电叶片的大型化与轻量化进程,聚焦风电叶片新技术、新材料及新工艺领域的推陈出新,不断提升智能制造水平,积累了丰富的生产实践经验,为迎接全球风电行业的产业和技术变革做好了多方面储备。 

2016年4月,科思创在中国成功试制了全球第一支聚氨酯叶片,这一科研成果得到了风能和复合材料行业的广泛认可;9月,该聚氨酯叶片项目荣获第22届中国复材展-JEC创新产品奖,这对聚氨酯在风能应用的创新得到了肯定。

聚氨酯树脂体系主要应用于真空灌注工艺生产大型风电机组叶片。与传统的环氧树脂体系相比,聚氨酯树脂体系强度更高,综合力学性能提高10%以上,部分性能指标提高30%,为优化叶片设计提供可能。聚氨酯树脂和玻璃纤维有非常好的浸润性和界面结合力,其基体(浇注体)力学性能和玻璃纤维复合材料(FRP)力学性能均较环氧体系更为优越。同时,聚氨酯树脂粘度低和流动性能好,因而能提高灌注速度,缩短灌注时间,而且对PVC等泡沫材料更友好,避免了芯材过热变色等缺陷。科思创聚氨酯事业部亚太区研发总监李倩博士介绍道:“其固化时间也更短,且不需要后固化,这也进一步缩短了生产周期。通过提高叶片生产效率、缩短生产工时、降低能耗和模具的费用,聚氨酯树脂为制造企业大大节省了生产成本。”