近日，由中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所和保定華翼風(fēng)電葉片研究開發(fā)有限公司共同研發(fā)的國(guó)內(nèi)首例分段式風(fēng)電葉片在國(guó)家能源大型風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心（張北實(shí)驗(yàn)基地）完成了掛機(jī)運(yùn)行測(cè)試，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，這是該項(xiàng)目在完成前期極限載荷測(cè)試基礎(chǔ)上取得的又一階段性成果。

葉片整體吊裝

  分段式風(fēng)電葉片由相互獨(dú)立的兩個(gè)或多個(gè)部分組成，相鄰的組件通過膠接或者機(jī)械連接成為一個(gè)整體來實(shí)現(xiàn)葉片的氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)功能；連接的引入會(huì)不可避免地增加葉片的質(zhì)量，引起結(jié)構(gòu)剛度的不連續(xù)變化；葉片結(jié)構(gòu)特征的變化會(huì)進(jìn)一步影響其在外載荷下動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和氣動(dòng)性能。因此，分段式風(fēng)電葉片的掛機(jī)測(cè)試是評(píng)估葉片與風(fēng)電機(jī)組性能匹配、葉片氣動(dòng)性能、氣彈穩(wěn)定性以及結(jié)構(gòu)可靠性的必要環(huán)節(jié)。
  此外，分段葉片的裝配適應(yīng)性、結(jié)構(gòu)完整性和環(huán)境防護(hù)是分段葉片設(shè)計(jì)和商業(yè)化應(yīng)用的重要方面，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試為分段式葉片提供了真實(shí)的載荷和環(huán)境條件，能夠綜合測(cè)試分段連接處結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的性能優(yōu)劣。相對(duì)于一體式葉片，分段式葉片的掛機(jī)測(cè)試顯得尤為重要。
  此次掛機(jī)運(yùn)行測(cè)試期間，風(fēng)電機(jī)組和分段式葉片運(yùn)行平穩(wěn)，經(jīng)受住了20°至-20°的溫度變化，6級(jí)以上大風(fēng)，以及大雪、大霧、大雨和霜凍等惡劣天氣的考驗(yàn)，葉片和分段連接處未見任何可見損傷。通過此次測(cè)試，獲得了分段式葉片的功率特性和風(fēng)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)變化特性，驗(yàn)證了分段式葉片的整體性能及連接處的可靠性和環(huán)境適應(yīng)性。
  分段式風(fēng)電葉片是解決長(zhǎng)葉片運(yùn)輸和制造難題的有效途徑，國(guó)外從上世紀(jì)八十年代就開展了此領(lǐng)域的探索和研究。近年來，隨著技術(shù)不斷進(jìn)步和長(zhǎng)葉片應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)需求，長(zhǎng)葉片運(yùn)輸問題變得更加突出，分段葉片成本增加實(shí)現(xiàn)了有效控制，分段葉片技術(shù)壁壘取得突破，商業(yè)化應(yīng)用逐漸走向成熟，已有多個(gè)型號(hào)實(shí)現(xiàn)掛機(jī)測(cè)試和小批量商業(yè)裝機(jī)，但是分段葉片涉及的關(guān)鍵技術(shù)和詳細(xì)結(jié)構(gòu)未見報(bào)道。我國(guó)風(fēng)電企業(yè)對(duì)分段式風(fēng)電葉片表現(xiàn)了濃厚的興趣，但開展實(shí)質(zhì)性研究和應(yīng)用并不多見。我國(guó)南方風(fēng)場(chǎng)地處用電負(fù)荷中心，已經(jīng)成為現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)的熱點(diǎn)地區(qū)。而這些地方路況復(fù)雜、地勢(shì)崎嶇不平，又是典型的低風(fēng)速區(qū)，這為分段葉片提供絕佳的應(yīng)用場(chǎng)所，具有良好的市場(chǎng)前景。
  研究所國(guó)家能源風(fēng)電葉片研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心在國(guó)內(nèi)率先開展了基于大型分段式風(fēng)電葉片的基礎(chǔ)研究，致力于攻克葉片分段連接處的可靠性和適應(yīng)性、分段葉片的質(zhì)量控制等問題，實(shí)現(xiàn)分段式葉片的低成本、高可靠性、低維護(hù)周期和高效率。
  保定華翼風(fēng)電葉片研究開發(fā)有限公司憑借其在大型商業(yè)復(fù)合材料風(fēng)電葉片設(shè)計(jì)、工藝、工裝和制造方面的成熟經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在工藝、制造和裝配方面取得了多項(xiàng)創(chuàng)新成果，為項(xiàng)目的順利實(shí)施提供強(qiáng)有力的支持。此外，分段式風(fēng)電葉片的掛機(jī)測(cè)試得到了國(guó)家能源大型風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心等單位的鼎力協(xié)助。
  該項(xiàng)研究得到國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目資助，多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新填補(bǔ)了相關(guān)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)空白，已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利8項(xiàng)，授權(quán)5項(xiàng)。截至目前，項(xiàng)目承擔(dān)單位已完成了葉片分段連接構(gòu)型設(shè)計(jì)、連接性能評(píng)估和工藝可行性研究、葉片段工藝和裝配實(shí)驗(yàn)研究、分段葉片連接性能分析、測(cè)試以及全尺寸分段設(shè)計(jì)、試制和極限載荷測(cè)試。掛機(jī)測(cè)試的順利完成，使我國(guó)獨(dú)立開發(fā)且具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分段式風(fēng)電葉片技術(shù)向商業(yè)應(yīng)用邁出了一大步。

運(yùn)行中的葉片

葉片掛機(jī)完成后結(jié)構(gòu)完整性檢查

掛機(jī)測(cè)試后的拆卸葉片