[实用新型]一种10kW风电机组叶片

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，更具体地讲，涉及一种10kW风电机组叶片。

背景技术

叶片是风力发电机中最基础和关键的部件，其良好的设计和可靠地品质直接关系到风力发电机效率和使用寿命，叶片气动外形的好坏直接影响到风电机组对风能吸收的效率，即决定了风机的效率和年发电量的多少，是决定度电成本的关键因素之一。风电机组风轮叶片气动外形设计的任务是根据风轮设计条件，用优化设计的方法给出风轮叶片剖面弦长、相对厚度和扭角沿展向的变化，即叶片的几何外形。

当确定好风力发电机的叶型后，叶片的强度和重量是叶片制造首先考虑的问题，也就是说，在强度保障的条件下，用最小的重量获得最大的捕风面积是叶片工艺设计主要考虑的要素之一。

目前，国内风力机叶片普遍存在风能利用率低，度电成本高的缺点，三叶片风轮最大风能利用系数达到0.42，风能利用率偏低，如何提高风力机叶片对风力的捕获能力，提高风力机的发电能力，是目前业界普遍所关注的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，提高风力机叶片对风能的捕获能力，提高风力机的发电能力，本实用新型提供了一种10kW风电机组叶片。

所述技术方案如下：

一种10kW风电机组叶片，所述叶片所使用的翼型为DU93-W-210翼型，其相对厚度为21%，叶片长度L为3.5m，叶片安装后叶尖对应的风轮半径r为3.9m，沿所述叶片展开方向共设置至少10个剖面点，所述叶片对应风轮半径r位置处的叶片剖面弦长c与叶片扭角η的对应关系如下表所示：

沿所述叶片展开方向共设置18个剖面点，所述叶片对应风轮半径r位置处的叶片剖面弦长c与叶片扭角η的对应关系如下表所示：

所述相邻两剖面点间的叶片弦长c和叶片扭角η按三阶样条插值方法获取。

所述叶片包括芯材和叶片基材，所述叶片基材包裹于所述芯材外侧面；

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

所述叶片基材为E型玻璃多轴向及单向纤维层，所述芯材与所述叶片基材通过树脂粘结而成。

所述的树脂为环氧乙烯基树脂或酚醛树脂。

所述的E型玻璃多轴向纤维层为玻璃纤维三轴向布,其单层厚度为0.8～0.9mm，所述的E型玻璃单向纤维层为单向复合毡，其单层厚度为1.1～1.2mm，所述E型玻璃多轴向纤维层及单向纤维层呈相间铺设，所述的E型玻璃单向纤维层设置于所述两层所述的E型多轴向纤维层之间。

优选地，所述叶片基材的外表层喷射有用于缓解叶片风蚀、防止外层脱落的胶衣层，所述胶衣层的厚度为0.3～0.5mm。

进一步优选地，所述胶衣层的外表面还喷射有气干胶衣层，所述气干胶衣层的厚度为0.2～0.4mm，所述气干胶衣层为无蜡型空气干燥性胶衣。

最优选地，所述气干胶衣层中含有抗紫外线吸收剂，所述抗紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531或UV-9。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：

1.本实用新型采用荷兰DU93-W-210翼型，并对此种翼型叶片进行气动外形参数优化，由于此翼型具有高升阻比、高的最大升力及和缓的失速特性，同时，对粗糙度不敏感和低噪声等性能，通过优化所得到的叶片与现有的叶片在同一风速环境下相比，本实用新型所提供的风电机组叶片与现有的风电机组叶片相比可提高风能利用率5%～10%。

2.本实用新型所提供的叶片包括芯材和叶片基材，叶片基材包裹于芯材外侧面，芯材为泡沫芯材，其由聚醚聚氨酯黑、白料混合而成，聚醚聚氨酯黑、白料的混合比例为1：1；叶片基材为E型玻璃多轴向及单向纤维层，芯材与叶片基材通过树脂粘结而成。其中的E型玻璃多轴向纤维层及单向纤维层呈相间铺设，E型玻璃单向纤维层设置于两层E型多轴向纤维层之间，这样显著提高了叶片的整体强度。

3.本实用新型在叶片纤维铺层前喷胶衣层，胶衣层的厚度为0.3～0.5mm，优选采用厚度0.4mm的胶衣层，此层主要起粘结作用，且增强了叶片基材外表层与结构层的粘结力，保证叶片的表面光滑，以减少风阻，提高了叶片抗击风蚀的能力。