風力タービンブレードの分野における炭素繊維の応用

クリーンエネルギーの代表者の1人として、世界中の国々で風力発電が好まれています。 1980年代の商業化以来、グローバル化の急速な成長を経験しています。 2015年末現在、世界の累積設備容量は432.42GWに達し、累積年間成長率は17％です。 GWECの予測によると、世界の風力発電設備の累積設置容量は2014年の369.6GWから2019年には666.1GWに増加し、複合成長率は12.5％になると予測されています。。風力発電の今後の発展方向では、ラテンアメリカやアフリカなどの新興市場への市場開拓に加えて、低速ファンやオフショア風力タービンが徐々に業界のホットスポットになります。

2015年には、炭素繊維の風力エネルギー利用量は16,300トンであり、2020年には30,000トンに達すると予測されており、年平均成長率は8.1％です。

風力発電は、世界で最も再生可能エネルギーの分野で最も成長しています。風力ブレードは、一般に、高性能炭素繊維、特に非常に大きな風力タービン（長さ40m、5MWの2.5MW風力タービンブレード）を製造するために必要なブレードの最も重要な成長市場であると考えられている。風力タービンは、ブレードの長さが60m以上。風荷重下でのブレードの大きな変形や風車ピラーへの衝突を避けながら構造強度を確保するには、軽量で強固で硬くて硬い高性能炭素繊維複合材料を使用する必要があります。

経済的理由から、現在の主流ブレードはガラス強化プラスチック（GFRP）で作られています。風力タービンの大規模かつオフショア化により、炭素繊維ブレードの需要が大幅に増加する。海上風力はブレードの耐食性と耐疲労性を向上させ、ブレードの長さを長くする必要があります。これらはカーボンファイバーブレードのユニークな利点です。このような観点から、大型ファン市場の高速拡大は、炭素繊維風翼の開発のための広いスペースを提供するでしょう。計算によると、ビームキャップやメインビームなどの40メートルを超える風力タービンブレードの主要構造は、ブレードの自重を38％、コストを14％削減できます。一方、ブレードの耐疲労性を向上させ、出力を増加させる。カーボンファイバーは、大口径の風力タービンブレードの製造を容易にするために使用されています。