我国大型风力发电机的研制和使用是从20世纪90年代开始的，起步比较晚。在“八五”和“九五”期间，我国将风能应用列入了国家重点科技攻关项目，并组织了多家科研单位进行攻关，取得了一定成绩。在较短时间内实现了技术跨越。目前已经研制成功200kW和600kW风力发电机组，并投入批量生产。在大型风电机叶片的设计和性能计算能力方面，国内已经有较成熟的方法和工具，而且技术力量比较强。能够完成叶片的气动外形和结构设计、性能计算、载荷计算和气弹稳定性计算等工作。

我国风电的利用大体上采用三种方式，一是户用式，可独立运行，用蓄电池，直流输出或逆变交流输出;单机容量为100～300W，可基本满足照明、电视等家用电器的生活用电需要。其次是孤立的小居民区用，独立运行，有蓄电池、直流输出或逆变交流输出，统一向各家各户供电或每天为其更换蓄电池，单机容量为1～5kW。这种方式也可供无电风区边防哨所、气象台站、雷达站、电视差转台以及无电区小火车站使用。三是建立风电场，联网后输出，有的与柴油发电机组或太阳能电站联合，有稳定的输出。

目前,国内对风力机叶片结构设计的研究相对较少，基本的研究都是将叶片当作悬臂梁来进行应力、应变、变形等计算,来验证叶片设计的合理性,由于是按照经典理论进行计算,因此计算十分繁琐,而且所做的简化过多,一定程度上影响叶片的设计质量"对风力机.叶片结构分析方面,主要是对叶片的动力学分析,而叶片动力学分析集中在模态计算而很少对叶片进行稳定性分析(屈曲分析)。

根据可再生能源中长期发展规划(2010-2020年),我国将通过大规模的风电开发和建设,促进风电技术进步和产业发展,实现风电设备制造自主化,尽快使风电具有市场竞争力"在经济发达的沿海地区,发挥其经济优势,在三北(西北、华北北部和东北)地区发挥其资源优势,建设大型和特大型风电场,在其他地区,因地制宜地发展中小型风电场,充分利用各地的风能资源。

2调研报告

2.1风力发电机叶片材料的选择

风电叶片发展初期，由于叶片较小，有木叶片、布蒙皮叶片、钢梁玻璃纤维蒙皮叶片、铝合金叶片等等，随着叶片向大型化方向发展，复合材料逐渐取代其他材料几乎成为大型叶片的唯一可选材料。复合材料具有其它单一材料无法比拟的优势之一就是其可设计性，通过调整单层的方向，可以获得该方向上所需要的强度和刚度。更重要的是可利用材料的各向异性，使结构不同变形形式之间发生耦合。比如由于弯扭耦合，使得结构在只受到弯矩作用时发生扭转。在过去，叶片横截面耦合效应是一个让设计人员头疼的难题，设计工程想方设法消除耦合现象。但在航空领域人们开始利用复合材料的弯扭耦合，拉剪耦合效应，提高机翼的性能。在叶片上，引人弯扭耦合设计概念，控制叶片的气弹变形，这就是气弹剪裁。通过气弹剪裁，降低叶片的疲劳载荷，并优化功率输出。

玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)是现代风机叶片最普遍采用的复合材料，玻璃钢以其低廉的价格，优良的性能占据着大型风机叶片材料的统治地位。但随着叶片逐渐变大，风轮直径已突破120m，最长的叶片已做到61.5m，叶片自重达18t。这对材料的强度和刚度提出了更加苛刻的要求。全玻璃钢叶片已无法满足叶片大型化，轻量化的要求。碳纤维或其它高强纤维随之被应用到叶片局部区域，如NEGMiconNM82.40m长叶片，LM61.5m长叶片都在高应力区使用了碳纤维。由于叶片增大，刚度逐渐变得重要，已成为新一代MW级叶片设计的关键。