摘　要：介绍了玻璃钢材料的特性，以及玻璃钢制品在风力发电领域常用的成型工艺；重点叙述了玻璃钢材料在风机叶片、机舱罩、整流罩及其他附件中的应用；指出了玻璃钢材料在目前风电发电领域应用存在的问题。对玻璃钢材料在风力发电领域的应用具有一定的参考意义。
关键词：玻璃钢；叶片；机舱罩；整流罩

1　玻璃钢材料

1.1　玻璃钢材料的特性
　　(1)轻质高强。相对密度在1.5~2.0之间，只有碳钢的1／4～1／5，但拉伸强度却接近，甚至超过碳素钢，而比强度可以和高级合金钢相比。
　　(2)耐腐蚀性能好。玻璃钢是良好的耐腐材料，对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。同时它还是优良的绝缘材料，可用来制造绝缘体，并且在高频下仍能保护良好介电性。玻璃钢热导率低，是优良的绝热材料，玻璃钢热导率在室温下为1.25～1.67 kJ／(m・h・k)，是金属的1／100～1／1 000。
　　(3)可设计性好。可以根据需要，灵活地设计出各种结构产品，也可以充分选择材料来满足产品的性能。
　　(4)工艺性能优良。可根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活地选择玻璃钢制品成型工艺。该工艺简单，可以一次成型，经济效果突出，尤其对形状复杂、不易成型的数量少的产品，更突出它的工艺优越性。
1.2　风力发电中的玻璃钢制品主要成型方法
　　(1)手糊法。操作简单、成本低，但产品质量不稳定，主要用于整体制品和机械强度不高的大型制品。目前手糊法是制作叶片、机舱罩、整流罩的主要成型方法。
　　(2)真空导入法。真空导入法的原理是将一个真空袋与模具形成的耐压密闭腔内先填满纤维增强材料，再用压力将液态树脂注入模腔使其浸透增强纤维，然后固化成型。密闭成型的产品尺寸和外型精度高，适合成型高质量的复合材料整体构件，而且制品表面光洁度高，成型效率高，环境污染小。该制作工艺属于半机械化的复合材料成型工艺，工人只需将设计好的纤维制品按照工艺要求铺好，然后表面铺设真空袋，与模具形成密闭腔，然后用空压机抽真空并保持恒定压力，使真空袋紧贴纤维制品，随后注射已配好的树脂，注射树脂时应通过压力表密切注意密闭腔内压力的变化，出现大的变化时应立即停止注射树脂，检查密闭性并修复，这样形成的产品气泡少、树脂淤积少、纤维可得到充分浸润。与手糊法工艺相比，不但节约了粘接工艺的各种工装设备，而且节约了工作时间，提高了生产效率，降低了生产成本。同时由于采用了低粘度树脂浸润纤维以及采用加温固化工艺，大大提高了复合材料的质量和生产效率。
　　(3)夹层结构。夹层结构一般由三层材料制成复合材料，采用夹层结构方式是为了提高材料的有效利用率和减轻结构重量、增加基体刚度。根据所用的芯材种类和形式的不同，分为泡沫塑料夹层结构、蜂窝夹层结构、梯形和矩形带头作用层结构、圆环形夹层结构。

2　玻璃钢材料的应用

2.1　叶片
　　叶片是整个风力发电机的关键部件，它的性能优劣、设计好坏直接影响到配套的齿轮箱和发电机的设计和正常运行。风力发电机叶片是一个复合材料制成的薄壳结构，其结构上分为3个部分：部分为根部：材质一般为金属。第二部分为外壳：一股为玻璃钢，通常是用双、多轴向织物为增强体与基体树脂复合而成。织物可以具有不同的结构，可以与不同的材料进行复合，再用树脂进行连结，模塑成半个外壳。第三部分为龙骨，即加强筋或加强框，一股为玻璃纤维或碳纤维增强复合材料。目前，大型风机叶片主要采用玻璃纤维、玻璃纤维／碳纤维混杂、碳纤维等增强体的复合材料。由于玻璃纤维的价格仅为碳纤维价格的1／10左右，而玻璃纤维增强复合材料叶片因为其质 轻、比强度高、可设计性强、价格比较便宜等因素，目前还是大中型风机叶片采用的主流材料。
2.2　机舱罩、整流罩
　　机舱罩、整流罩是风力发电机抵抗恶劣环境的外壳，同时也给风机维护人员提供了安全闭合的操作空间，它能防沙、防雨、防雷和保温，起到保护风力发电机整机、轮毂及其电器元件的作用，它的性能好坏直接决定着风机的使用寿命。从材料角度分为玻璃钢结构部分和非玻璃钢结构部分(主要是金属附件)，玻璃钢部分结构又分为夹层结构和全玻璃钢结构。罩体主要采用的是夹层结构，夹芯以泡沫为主，在需要打孔来安装附件的区域泡沫夹芯用密度较大、硬度较高的材料替代，常用的有木材或聚亚安酯材料。全玻璃钢结构主要用于强度要求比较高的连接法兰和开口翻遍处。机舱罩、整流罩内部布有纵、横加强筋，以增加罩体的强度和刚度，保证风机能经受住风载、雪载、冰载等综合载荷。风机排风口罩、风机高速轴护罩等小部件结构简单、量小、载荷要求不高，基本采用手糊法制作。

3　存在的问题

　　虽然玻璃钢材料在风电领域得到了极大的应用，但下述存在的问题还是制约着其发展。
3.1　机舱罩、整流罩制作
　　目前国内没有统一的标准，在材料性能、载荷分析、制品要求等方面大多参考国外船级社的规定，严重制约着新产品的设计，加上国内同行业问的技术壁垒，先进的技术得不到广泛推广。
3.2　玻璃钢制品大的特点是易变形
　　如何能有效的控制大型制品的变形量并加以量化，是提高产品质量的一个难点。

4　结论

　　玻璃钢作为一种新型的工程材料在风电力发电领域起着非常重要的作用，相信在不远的将来，随着生产技术的不断发展，玻璃钢产业会成为我国的一种新型制造产业。