風(fēng)力發(fā)電機(jī)艙罩制造技術(shù)研究

肖海祥

（安徽泰樂瑪科技有限公司，安徽 宣城 242000）

隨著發(fā)電技術(shù)的全面發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電在國(guó)際范圍內(nèi)取得了良好的應(yīng)用效果。風(fēng)能作為一種可再生的清潔能源，不僅可以有效緩解對(duì)煤礦等非可再生能源的需求壓力，同時(shí)還可以減少能源使用過程所造成的環(huán)境污染，對(duì)促進(jìn)人類社會(huì)與自然環(huán)境的和諧發(fā)展具有十分深遠(yuǎn)的意義。

1 我國(guó)風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀分析

結(jié)合發(fā)電歷史來看，最初我國(guó)主要是依靠煤炭能源進(jìn)行火力發(fā)電，作為不可再生能源，煤炭的產(chǎn)量正在逐年降低，能源緊缺的問題不僅會(huì)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成重重阻力，同時(shí)，煤炭燃熱所造成的環(huán)境污染問題也對(duì)我國(guó)社會(huì)的發(fā)展帶來了負(fù)面影響，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞[1]。對(duì)此，隨著電力技術(shù)的逐步發(fā)展，通過對(duì)電力能源結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整，加大了清潔型能源的推廣和應(yīng)用，風(fēng)能等新能源具備良好的環(huán)保效益，符合我國(guó)社會(huì)所倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展理念，是時(shí)代不斷發(fā)展的必然產(chǎn)物。目前，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷完善和優(yōu)化，使其在很多國(guó)家取得了良好的應(yīng)用效果。

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)擁有較多的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，不僅能夠有效緩解發(fā)電過程中的能源損耗問題，還因?yàn)槠洵h(huán)保效益，對(duì)周邊環(huán)境不會(huì)造成污染和破壞，作為一種可再生清潔能源，風(fēng)力發(fā)電具備了良好的發(fā)展前景[2]。不僅如此，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備因占地面積小，成本投入低且建設(shè)周期短等優(yōu)點(diǎn)，使其應(yīng)用范圍也在逐步擴(kuò)張。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備不僅可以建設(shè)在沿?；蚧哪貐^(qū)，并且單一的組裝發(fā)電設(shè)備就能夠用于發(fā)電，可以結(jié)合不同的發(fā)電需求，對(duì)發(fā)電設(shè)備建設(shè)規(guī)模進(jìn)行合理調(diào)整。除此之外，風(fēng)力發(fā)電還可以依據(jù)季節(jié)的變化以及風(fēng)力的多少自行更換，如春季風(fēng)量較大、夏季風(fēng)量較小，就可以將春季用不完的電量進(jìn)行儲(chǔ)存處理，在風(fēng)期較短的夏季進(jìn)行使用，確保了電量運(yùn)用效率的最大化，從而更好地保障了風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益。

由于我國(guó)海灘風(fēng)力資源相對(duì)豐富，在沿海地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備分布較多，這些地區(qū)作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快的區(qū)域，對(duì)電力的需求量也伴隨城市的發(fā)展而逐步加大，因此，在此區(qū)域建設(shè)大型的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，正好可以有效緩解該地區(qū)電力供應(yīng)不足的問題。大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的建設(shè)和運(yùn)行，還會(huì)對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境起到一定的保護(hù)作用，主要是由于大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備在運(yùn)行期間，會(huì)在一定程度上削弱風(fēng)力，減少揚(yáng)沙大風(fēng)等惡劣天氣的發(fā)生概率。對(duì)于西北干旱地區(qū)而言，通過建設(shè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，能夠有效增強(qiáng)東南風(fēng)的趨勢(shì)，促進(jìn)暖濕氣流的北移，使北方地區(qū)的降雨量明顯增加，從而緩解該地區(qū)的干旱問題[3]。隨著科技水平的日益提升，在今后的發(fā)展過程中，必須對(duì)發(fā)電技術(shù)進(jìn)行不斷的優(yōu)化和創(chuàng)新，確保風(fēng)力發(fā)電技術(shù)水平可以滿足我國(guó)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的具體需求，確保電力供應(yīng)的安全和穩(wěn)定。

2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本概述

2.1 基本結(jié)構(gòu)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要由葉輪、發(fā)電裝置、儲(chǔ)能裝置、塔架、機(jī)艙等部件組成。風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中，通過將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，然后在機(jī)械能作用下加速轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)交流電的穩(wěn)定輸出。風(fēng)力發(fā)電機(jī)充分利用了太陽能，通過太陽能提供的熱量，于大氣介質(zhì)上實(shí)施發(fā)電[4]。風(fēng)力發(fā)電機(jī)在傳統(tǒng)的風(fēng)車裝置上進(jìn)行改造和運(yùn)行，風(fēng)車的葉輪可以在風(fēng)速的流動(dòng)帶動(dòng)下進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，之后再結(jié)合其他裝置將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能。風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要包含變速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)、恒速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及有限變速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)三種。

2.2 工作原理

風(fēng)力發(fā)電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，主要是依靠葉輪來實(shí)施發(fā)電，機(jī)艙中包含變槳柜、儲(chǔ)能和機(jī)組發(fā)電的裝置，機(jī)艙罩上配有風(fēng)向和風(fēng)俗傳感器，在艙壁內(nèi)包含通風(fēng)裝置和隔音設(shè)備，機(jī)艙與塔架相連接，再結(jié)合專門的控制、通信和動(dòng)力電纜，將控制系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)進(jìn)行有效連接。為了達(dá)到良好的固定效果，塔架底部通常會(huì)運(yùn)用鋼筋混凝土材料。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理主要體現(xiàn)在，在風(fēng)帶動(dòng)空氣產(chǎn)生流動(dòng)時(shí)，伴隨葉片的旋轉(zhuǎn)，在主軸與齒輪箱之間產(chǎn)生機(jī)械能，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，幫助發(fā)電機(jī)持續(xù)產(chǎn)生電流。各種能量的轉(zhuǎn)化主要依靠的是空氣動(dòng)力學(xué)原理，在風(fēng)流動(dòng)的過程中，使葉片兩邊出現(xiàn)了壓力差，通過壓力差使葉輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)電能的相互轉(zhuǎn)化，最終形成電流[5]。

2.3 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

相較傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)而言，風(fēng)力發(fā)電具備了一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，如環(huán)境污染小，能源損耗小，成本投入低等。風(fēng)能作為一種可再生能源，遍布范圍較廣，由于其設(shè)備占地面積小，因此，風(fēng)能發(fā)電具備了良好的經(jīng)濟(jì)效益，將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程中，人力和物力資源的投入較少，同時(shí)不會(huì)對(duì)周邊環(huán)境的生態(tài)平衡造成破壞，具備了良好的環(huán)保效益，迎合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的可持續(xù)戰(zhàn)略方針，在房屋建筑和航空領(lǐng)域等方面，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)均取得了良好的應(yīng)用，由于其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用范圍仍在不斷地?cái)U(kuò)大。

3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)艙罩的基本概述

3.1 基本含義

機(jī)艙罩是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的外殼，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組起到了重要的保護(hù)作用，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重要構(gòu)成部分。機(jī)艙罩可以減少外界環(huán)境因素對(duì)發(fā)電機(jī)組造成的不利影響，確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的高效運(yùn)行，如紫外線輻射、大霧和暴風(fēng)雪等惡劣天氣。機(jī)艙罩的制作材料極易受到腐蝕，再加上制作工藝復(fù)雜和投入成本較高等問題，對(duì)風(fēng)電行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展造成了一定的負(fù)面影響。近些年，隨著復(fù)合型材料的飛速發(fā)展，對(duì)機(jī)艙罩生產(chǎn)質(zhì)量的提升奠定了良好的根基，改進(jìn)了傳統(tǒng)制作材料的不足之處。風(fēng)電機(jī)艙罩作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的防護(hù)結(jié)構(gòu)，其原材料采用的是玻璃鋼。為了保障機(jī)艙罩的生產(chǎn)品質(zhì)，需要選擇適宜的原材料和模具。玻璃鋼又被稱為玻璃纖維增強(qiáng)塑料，主要是通過玻璃纖維及制品作為增強(qiáng)材料，以合成樹脂為基本材料的復(fù)合型材料。

3.2 玻璃鋼材料的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

3.2.1 優(yōu)點(diǎn)

玻璃鋼復(fù)合材料具備了以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：其一，耐腐蝕性能好。玻璃鋼對(duì)大氣、水和溶劑等具備良好的抵抗性能，由此具備良好的耐腐蝕性。其二，強(qiáng)度高。玻璃鋼的強(qiáng)度與高級(jí)合金鋼相差無幾，而拉伸強(qiáng)度則與碳鋼相近，具備了良好的強(qiáng)度。其三，延展性良好。玻璃鋼作為一種優(yōu)質(zhì)的復(fù)合型材料，它可以根據(jù)不同的設(shè)計(jì)需求，制作成各種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，還可以結(jié)合材料來滿足不同產(chǎn)品的性能需求，因此具備良好的延展性。其四，良好的工藝性能。玻璃鋼制作工藝具備良好的經(jīng)濟(jì)性能，可以依據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求、用途和形狀等選擇適宜的成型工藝，針對(duì)復(fù)雜的形狀和不易成型的產(chǎn)品設(shè)計(jì)而言，玻璃鋼制作工藝的優(yōu)越性更能凸顯出來。其五，可通過夾層結(jié)構(gòu)對(duì)剛度進(jìn)行優(yōu)化。夾層結(jié)構(gòu)通常是指由三層材料制作而成的復(fù)合材料，選擇夾層結(jié)構(gòu)方式能夠減少結(jié)構(gòu)重量，并且還可以提升材料的合理利用率，對(duì)機(jī)體剛度進(jìn)行優(yōu)化完善。根據(jù)芯材種類和形式的差異，夾層結(jié)構(gòu)可以分為泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)、塑料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)和蜂窩夾層結(jié)構(gòu)三種。

3.2.2 缺點(diǎn)

玻璃鋼復(fù)合材料雖然具備了較多的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在一些缺點(diǎn)和不足：其一，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足，其主要體現(xiàn)在制品硬度低、變形較大以及流膠等。其二，質(zhì)量穩(wěn)定性不佳，其主要體現(xiàn)在纖維外露、開裂、起泡等表面缺陷。造成玻璃鋼外在質(zhì)量問題的原因主要是膠衣過量，噴涂角度不合適以及噴涂壓力和噴嘴大小不合理等，此外，還有可能是由于膠衣粘度較低或凝膠時(shí)間過短等。玻璃鋼質(zhì)量問題還包含了剛度不足，導(dǎo)致制品出現(xiàn)變形次數(shù)頻繁，是需要繼續(xù)攻克的一個(gè)難點(diǎn)。其三，技術(shù)水平整體低下。機(jī)艙罩生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要依靠人們手工糊制，其生產(chǎn)效率和技術(shù)水平普遍偏低，亟需結(jié)合新的技術(shù)設(shè)備和工藝，來促進(jìn)生產(chǎn)質(zhì)量和效率的提升。其四，缺少科學(xué)合理的回收處理方式。玻璃鋼產(chǎn)品的回收處理一般會(huì)采取焚燒或粉碎，一旦達(dá)到使用壽命，玻璃鋼制品就需要面臨回收處理，但是焚燒這種回收處理方式會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不良影響，不利于玻璃鋼制品的可持續(xù)發(fā)展，這也是需要改進(jìn)的一個(gè)重要方面。

4 風(fēng)力發(fā)電機(jī)艙罩制造技術(shù)分析

4.1 注重原材料的合理選擇

制造機(jī)艙罩的玻璃鋼主要是由不飽和聚酯樹脂材料和玻璃纖維增強(qiáng)材料組成的，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以有效改進(jìn)聚酯玻璃鋼彈性模量不足的問題，同時(shí)還可以將其優(yōu)良的性能充分發(fā)揮出來。不飽和聚酯樹脂材料具備粘度低等性能優(yōu)勢(shì)，合理地對(duì)粘度及凝膠進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，可確保固化后的樹脂綜合性能達(dá)到最佳。除此之外，不飽和聚酯樹脂還具有良好的韌性和耐老化性，可以更好地延長(zhǎng)機(jī)艙罩的使用壽命，提升其經(jīng)濟(jì)性能。為了進(jìn)一步增強(qiáng)機(jī)艙罩的強(qiáng)度，通常會(huì)在機(jī)艙罩的主體部分裝置PVC 或PET 泡沫夾層。在對(duì)機(jī)艙罩原材料進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)原則：首先，確保原材料能夠達(dá)到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在減少成本投入的前提下，確保產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量能夠達(dá)標(biāo)。對(duì)此，在選擇風(fēng)力發(fā)電機(jī)艙罩制作原材料時(shí)，應(yīng)從價(jià)格低廉且購(gòu)買渠道較多的材料種類著手，同時(shí)，還要保證材料性能能夠符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)的性能要求，再結(jié)合適宜的成型工藝，確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)艙罩生產(chǎn)流程的有序進(jìn)行。其次，注重增強(qiáng)材料的合理選擇，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中一般會(huì)采用E-玻璃纖維材料，E-玻璃纖維是一種鋁硼硅酸鹽纖維，這種纖維具有較高的強(qiáng)度以及優(yōu)良的耐老化性。對(duì)于增強(qiáng)樹脂材料的選擇，一般會(huì)選用不飽和聚酯樹脂，不飽和聚酯樹脂具備良好的經(jīng)濟(jì)性能，同時(shí)還可以滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不同要求，具備良好的可塑性特點(diǎn)。為了進(jìn)一步提升樹脂材料的耐腐蝕性和阻燃性，會(huì)在樹脂材料中添加適宜的添加劑材料。除此之外，還會(huì)運(yùn)用膠衣樹脂，進(jìn)一步提升壓板抵御外界損傷的能力。

4.2 注重選擇適宜的制造工藝

風(fēng)力發(fā)電機(jī)艙罩的制造工藝流程主要體現(xiàn)在：制作模型→制作玻璃模具→涂脫模劑→噴涂膠衣層→結(jié)構(gòu)層制作（含加強(qiáng)筋制作）→固化→脫?！懈睢b配→檢驗(yàn)→入庫。品質(zhì)達(dá)標(biāo)的原材料和適宜的成型工藝，對(duì)保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)艙罩的生產(chǎn)質(zhì)量和效率有著非常重要的影響。因此，在對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)艙罩進(jìn)行工藝選擇時(shí)，首先應(yīng)確保成型工藝可以滿足原材料的基本性能，在合理控制生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上，提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)艙罩的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。與此同時(shí)，還需要結(jié)合不同產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小，對(duì)成型工藝進(jìn)行合理選擇。在具體的實(shí)踐過程中，工作人員需要結(jié)合風(fēng)力發(fā)電機(jī)艙罩的外形尺寸、模具成本、制品厚度精度要求等方面，對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行充分考量，確保選擇最優(yōu)的成型工藝來展開實(shí)際生產(chǎn)。

就目前而言，風(fēng)力發(fā)電機(jī)艙罩制作工藝主要依靠真空導(dǎo)入為主，真空導(dǎo)入工藝具備良好的經(jīng)濟(jì)性能，由于成本投入較少，更利于制造規(guī)模較大的產(chǎn)品類型。真空導(dǎo)入工藝所具備的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要包含：（1）質(zhì)量穩(wěn)定性極佳，重復(fù)性較好。（2）力學(xué)性能良好，成品率相較其他工藝具有明顯優(yōu)勢(shì)。（3）具備良好的環(huán)保性能和抗疲勞性能，產(chǎn)品精度高且質(zhì)量穩(wěn)定，利于生產(chǎn)大型產(chǎn)品。（4）相較手糊工藝而言，對(duì)原材料的使用量明顯降低，實(shí)現(xiàn)了原材料利用率的最優(yōu)化。（5）可以依據(jù)機(jī)艙罩的生產(chǎn)工藝要求，通過運(yùn)用膠衣噴涂機(jī)和樹脂滾涂機(jī)，來確保原材料配比的精確性和涂層的均勻性。

5 結(jié)語

綜上所述，風(fēng)力發(fā)電機(jī)艙罩的制造過程會(huì)涉及眾多繁雜的工序，為了保障機(jī)艙罩的制造品質(zhì)能夠達(dá)標(biāo)，相關(guān)部門就需要加強(qiáng)對(duì)各制造流程的監(jiān)管力度，從原材料的選擇、適宜的制造工藝和高品質(zhì)模具等方面進(jìn)行統(tǒng)籌管控，確保機(jī)艙罩生產(chǎn)制造工作的有序開展。隨著風(fēng)電技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)氛圍的日趨激烈，機(jī)艙罩制作技術(shù)則需要通過不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新，促進(jìn)其生產(chǎn)模式的多元化發(fā)展。通過對(duì)新材料的合理應(yīng)用，推進(jìn)機(jī)艙罩制造水平的進(jìn)一步提升，這樣才能夠更好地滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的發(fā)展需求，在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中不斷提升自身的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。