風力發電機艙罩制造技術研究

肖海祥

（安徽泰樂瑪科技有限公司，安徽 宣城 242000）

隨著發電技術的全面發展，風力發電在國際范圍內取得了良好的應用效果。風能作為一種可再生的清潔能源，不僅可以有效緩解對煤礦等非可再生能源的需求壓力，同時還可以減少能源使用過程所造成的環境污染，對促進人類社會與自然環境的和諧發展具有十分深遠的意義。

1 我國風力發電現狀分析

結合發電歷史來看，最初我國主要是依靠煤炭能源進行火力發電，作為不可再生能源，煤炭的產量正在逐年降低，能源緊缺的問題不僅會對我國經濟的發展造成重重阻力，同時，煤炭燃熱所造成的環境污染問題也對我國社會的發展帶來了負面影響，對生態環境造成了極大的破壞[1]。對此，隨著電力技術的逐步發展，通過對電力能源結構的合理調整，加大了清潔型能源的推廣和應用，風能等新能源具備良好的環保效益，符合我國社會所倡導的可持續發展理念，是時代不斷發展的必然產物。目前，風力發電技術的不斷完善和優化，使其在很多國家取得了良好的應用效果。

風力發電技術擁有較多的技術優勢，不僅能夠有效緩解發電過程中的能源損耗問題，還因為其環保效益，對周邊環境不會造成污染和破壞，作為一種可再生清潔能源，風力發電具備了良好的發展前景[2]。不僅如此，風力發電設備因占地面積小，成本投入低且建設周期短等優點，使其應用范圍也在逐步擴張。風力發電設備不僅可以建設在沿海或荒漠地區，并且單一的組裝發電設備就能夠用于發電，可以結合不同的發電需求，對發電設備建設規模進行合理調整。除此之外，風力發電還可以依據季節的變化以及風力的多少自行更換，如春季風量較大、夏季風量較小，就可以將春季用不完的電量進行儲存處理，在風期較短的夏季進行使用，確保了電量運用效率的最大化，從而更好地保障了風力發電的經濟效益。

由于我國海灘風力資源相對豐富，在沿海地區的風力發電設備分布較多，這些地區作為我國經濟發展速度較快的區域，對電力的需求量也伴隨城市的發展而逐步加大，因此，在此區域建設大型的風力發電設備，正好可以有效緩解該地區電力供應不足的問題。大型風力發電設備的建設和運行，還會對周邊的生態環境起到一定的保護作用，主要是由于大型風力發電設備在運行期間，會在一定程度上削弱風力，減少揚沙大風等惡劣天氣的發生概率。對于西北干旱地區而言，通過建設風力發電設備，能夠有效增強東南風的趨勢，促進暖濕氣流的北移，使北方地區的降雨量明顯增加，從而緩解該地區的干旱問題[3]。隨著科技水平的日益提升，在今后的發展過程中，必須對發電技術進行不斷的優化和創新，確保風力發電技術水平可以滿足我國社會可持續發展的具體需求，確保電力供應的安全和穩定。

2 風力發電機的基本概述

2.1 基本結構

風力發電機主要由葉輪、發電裝置、儲能裝置、塔架、機艙等部件組成。風力發電機在運行過程中，通過將風能轉化成機械能，然后在機械能作用下加速轉子的旋轉，從而實現交流電的穩定輸出。風力發電機充分利用了太陽能，通過太陽能提供的熱量，于大氣介質上實施發電[4]。風力發電機在傳統的風車裝置上進行改造和運行，風車的葉輪可以在風速的流動帶動下進行轉動，之后再結合其他裝置將風能轉化為電能。風力發電機主要包含變速的風力發電機、恒速的風力發電機以及有限變速的風力發電機三種。

2.2 工作原理

風力發電機在實際運行中，主要是依靠葉輪來實施發電，機艙中包含變槳柜、儲能和機組發電的裝置，機艙罩上配有風向和風俗傳感器，在艙壁內包含通風裝置和隔音設備，機艙與塔架相連接，再結合專門的控制、通信和動力電纜，將控制系統與發電機進行有效連接。為了達到良好的固定效果，塔架底部通常會運用鋼筋混凝土材料。風力發電機的工作原理主要體現在，在風帶動空氣產生流動時，伴隨葉片的旋轉，在主軸與齒輪箱之間產生機械能，進而轉化為動能，幫助發電機持續產生電流。各種能量的轉化主要依靠的是空氣動力學原理，在風流動的過程中，使葉片兩邊出現了壓力差，通過壓力差使葉輪進行轉動，從而實現電能的相互轉化，最終形成電流[5]。

2.3 技術優勢

相較傳統的發電技術而言，風力發電具備了一定的技術優勢，如環境污染小，能源損耗小，成本投入低等。風能作為一種可再生能源，遍布范圍較廣，由于其設備占地面積小，因此，風能發電具備了良好的經濟效益，將風能轉變為電能的過程中，人力和物力資源的投入較少，同時不會對周邊環境的生態平衡造成破壞，具備了良好的環保效益，迎合當前社會發展的可持續戰略方針，在房屋建筑和航空領域等方面，風力發電技術均取得了良好的應用，由于其技術優勢，風力發電的應用范圍仍在不斷地擴大。

3 風力發電機艙罩的基本概述

3.1 基本含義

機艙罩是風力發電機的外殼，對風力發電機組起到了重要的保護作用，是風力發電機組的重要構成部分。機艙罩可以減少外界環境因素對發電機組造成的不利影響，確保風力發電機組的高效運行，如紫外線輻射、大霧和暴風雪等惡劣天氣。機艙罩的制作材料極易受到腐蝕，再加上制作工藝復雜和投入成本較高等問題，對風電行業的穩定發展造成了一定的負面影響。近些年，隨著復合型材料的飛速發展，對機艙罩生產質量的提升奠定了良好的根基，改進了傳統制作材料的不足之處。風電機艙罩作為風力發電機組的防護結構，其原材料采用的是玻璃鋼。為了保障機艙罩的生產品質，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塑料，主要是通過玻璃纖維及制品作為增強材料，以合成樹脂為基本材料的復合型材料。

3.2 玻璃鋼材料的優點和缺點

3.2.1 優點

玻璃鋼復合材料具備了以下幾方面優點：其一，耐腐蝕性能好。玻璃鋼對大氣、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，強度高。玻璃鋼的強度與高級合金鋼相差無幾，而拉伸強度則與碳鋼相近，具備了良好的強度。其三，延展性良好。玻璃鋼作為一種優質的復合型材料，它可以根據不同的設計需求，制作成各種結構產品，還可以結合材料來滿足不同產品的性能需求，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濟性能，可以依據產品的技術要求、用途和形狀等選擇適宜的成型工藝，針對復雜的形狀和不易成型的產品設計而言，玻璃鋼制作工藝的優越性更能凸顯出來。其五，可通過夾層結構對剛度進行優化。夾層結構通常是指由三層材料制作而成的復合材料，選擇夾層結構方式能夠減少結構重量，并且還可以提升材料的合理利用率，對機體剛度進行優化完善。根據芯材種類和形式的差異，夾層結構可以分為泡沫塑料夾層結構、塑料蜂窩夾層結構和蜂窩夾層結構三種。

3.2.2 缺點

玻璃鋼復合材料雖然具備了較多的優點，但同時也存在一些缺點和不足：其一，結構穩定性不足，其主要體現在制品硬度低、變形較大以及流膠等。其二，質量穩定性不佳，其主要體現在纖維外露、開裂、起泡等表面缺陷。造成玻璃鋼外在質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間過短等。玻璃鋼質量問題還包含了剛度不足，導致制品出現變形次數頻繁，是需要繼續攻克的一個難點。其三，技術水平整體低下。機艙罩生產環節主要依靠人們手工糊制，其生產效率和技術水平普遍偏低，亟需結合新的技術設備和工藝，來促進生產質量和效率的提升。其四，缺少科學合理的回收處理方式。玻璃鋼產品的回收處理一般會采取焚燒或粉碎，一旦達到使用壽命，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對生態環境造成不良影響，不利于玻璃鋼制品的可持續發展，這也是需要改進的一個重要方面。

4 風力發電機艙罩制造技術分析

4.1 注重原材料的合理選擇

制造機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材料組成的，通過合理的結構設計，可以有效改進聚酯玻璃鋼彈性模量不足的問題，同時還可以將其優良的性能充分發揮出來。不飽和聚酯樹脂材料具備粘度低等性能優勢，合理地對粘度及凝膠進行有效調節，可確保固化后的樹脂綜合性能達到最佳。除此之外，不飽和聚酯樹脂還具有良好的韌性和耐老化性，可以更好地延長機艙罩的使用壽命，提升其經濟性能。為了進一步增強機艙罩的強度，通常會在機艙罩的主體部分裝置PVC 或PET 泡沫夾層。在對機艙罩原材料進行選擇時，應遵循以下幾點原則：首先，確保原材料能夠達到產品的設計標準，在減少成本投入的前提下，確保產品的生產質量能夠達標。對此，在選擇風力發電機艙罩制作原材料時，應從價格低廉且購買渠道較多的材料種類著手，同時，還要保證材料性能能夠符合產品設計的性能要求，再結合適宜的成型工藝，確保風力發電機艙罩生產流程的有序進行。其次，注重增強材料的合理選擇，在生產環節中一般會采用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度以及優良的耐老化性。對于增強樹脂材料的選擇，一般會選用不飽和聚酯樹脂，不飽和聚酯樹脂具備良好的經濟性能，同時還可以滿足產品設計的不同要求，具備良好的可塑性特點。為了進一步提升樹脂材料的耐腐蝕性和阻燃性，會在樹脂材料中添加適宜的添加劑材料。除此之外，還會運用膠衣樹脂，進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

風力發電機艙罩的制造工藝流程主要體現在：制作模型→制作玻璃模具→涂脫模劑→噴涂膠衣層→結構層制作（含加強筋制作）→固化→脫?！懈睢b配→檢驗→入庫。品質達標的原材料和適宜的成型工藝，對保障風力發電機艙罩的生產質量和效率有著非常重要的影響。因此，在對風力發電機艙罩進行工藝選擇時，首先應確保成型工藝可以滿足原材料的基本性能，在合理控制生產成本的基礎上，提升風力發電機艙罩的產品質量和生產效率。與此同時，還需要結合不同產品的結構形狀和尺寸大小，對成型工藝進行合理選擇。在具體的實踐過程中，工作人員需要結合風力發電機艙罩的外形尺寸、模具成本、制品厚度精度要求等方面，對生產工藝進行充分考量，確保選擇最優的成型工藝來展開實際生產。

就目前而言，風力發電機艙罩制作工藝主要依靠真空導入為主，真空導入工藝具備良好的經濟性能，由于成本投入較少，更利于制造規模較大的產品類型。真空導入工藝所具備的技術優勢主要包含：（1）質量穩定性極佳，重復性較好。（2）力學性能良好，成品率相較其他工藝具有明顯優勢。（3）具備良好的環保性能和抗疲勞性能，產品精度高且質量穩定，利于生產大型產品。（4）相較手糊工藝而言，對原材料的使用量明顯降低，實現了原材料利用率的最優化。（5）可以依據機艙罩的生產工藝要求，通過運用膠衣噴涂機和樹脂滾涂機，來確保原材料配比的精確性和涂層的均勻性。

5 結語

綜上所述，風力發電機艙罩的制造過程會涉及眾多繁雜的工序，為了保障機艙罩的制造品質能夠達標，相關部門就需要加強對各制造流程的監管力度，從原材料的選擇、適宜的制造工藝和高品質模具等方面進行統籌管控，確保機艙罩生產制造工作的有序開展。隨著風電技術的不斷發展，國內外競爭氛圍的日趨激烈，機艙罩制作技術則需要通過不斷的改進和創新，促進其生產模式的多元化發展。通過對新材料的合理應用，推進機艙罩制造水平的進一步提升，這樣才能夠更好地滿足國內市場的發展需求，在國際競爭中不斷提升自身的競爭實力。