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风友们大家好，【风电小知识系列】栏目，每周二、周四定期与大家分享两个风电知识点，在学知识的同时你也可以给小编留言提问，也欢迎各企业参与，提供更多知识点分享！今天小编带大家认识风电机组核心部件之一：叶片。

今日知识点：风电叶片

风电叶片

Blade

叶片是风力发电机中最基础和最关键的零部件，在风电机组设备成本中占比20%左右，其良好的设计，可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素。

2004年以来，随着风电技术的快速发展，单机功率已由1.5MW机组发展到今天的6MW以上机型。机组功率的增加也意味着叶片的不断加长，那2004年以来风电机组叶片长度，重量有哪些变化？叶片设计、制造有哪些大概流程？

知识点

1、风电机组叶片工作的基本原理

叶片在流场中，叶片上表面（吸力面）气流流管细，流速快，压强低；叶片下表面（压力面）气流流管粗，流速慢，压强高，两个表面的压力差产生向上的升力，进而带动风轮旋转，机械能转化成电能。

2、叶片基本几何结构示意图

叶片翼型（压力面、吸力面）示意图

叶片翼型不同攻角下二维流场示意图

叶片平面几何模型示意图

叶片三维几何模型示意图

叶片实体模型示意图

3、叶片结构主要功能

叶根：叶片受力最大区域，连接叶片与轮毂，将叶片受载传递至机组；

主梁帽：叶片主要受力构件，承受叶片总载荷80%以上；

腹板：支撑蒙皮的主梁，主要承受剪切力；

蒙皮：保持叶片气动外形，承受部分载荷；

叶尖：设有接闪器用于防雷，降噪；

4、叶片主要性能参数

风能利用系数（Cp）：体现叶片捕风能力，自然空气流场下，贝茨极限是：0.593；

叶尖速比（λ）：叶尖线速度与来流风速之比，能反映叶尖噪音大小；

净空：机组静止、运行过程中叶片与塔架之间的最小距离，判断机组运行过程中叶片和塔架是否干涉；

5、2004年以来风电机组叶片长度，重量变化情况

2004年以来叶片长度、重量变化图

6、叶片设计、制造流程

叶片设计主要包括：气动设计，结构设计，防雷设计等；

根据市场需求，评估相应客户资源、时间进度及技术可行性；进行建议书、可研、实施方案立项工作；进行设计参数输入（如技术参数：风况等级、机组模型参数、叶片几何参数、叶片可承受极限、疲劳载荷等）；然后进行气动外形、结构设计假定、载荷计算、结构强度校核、转化叶片制造工艺文件等。

叶片制造流程主要包括：根据叶片设计，进行阳模设计制作，主模型模具制作；准备模具，外壳体玻璃纤维布铺层、主梁帽铺设、轻木、PVC铺放、内壳体玻璃纤维布铺层，真空灌注系统铺设，数值灌注、预固化，腹板安装、合模、后固化，前、后缘内外补强，叶片根部钻孔、称重配重等主要工序流程。

主模具（左：阳模、右：阴模）

壳体、腹板铺设、试合模

脱模完成

后处理

Tips：目前叶片设计主要靠国外引进，翼型，气动设计是核心；生产工艺相当复杂，现场运行中的叶片故障、缺陷甚至断裂，多因制造过程质量问题导致。

本期栏目编辑： Victor Wang 审核&校对：风闻君 指导专家：赵道利（教授）

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▓来源：风电公开课（中国风电新闻网旗下栏目）

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