專利名稱：一種可以光伏發(fā)電的兆瓦級風力發(fā)電機組葉片及制法的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種風力發(fā)電技術(shù)，特別是一種可以光伏發(fā)電的兆瓦級風力發(fā)電機組葉片及制法。
背景技術(shù)：
太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源，生物質(zhì)能、風能、海洋能、水能等都來自太陽能，廣義地說，太陽能包含以上各種可再生能源。太陽能蘊量巨大，可以說是取之不盡、用之不竭。太陽能作為可再生能源的一種，則是指太陽能的直接轉(zhuǎn)化和利用。通過轉(zhuǎn)換設備把太陽輻射能轉(zhuǎn)換成熱能利用的屬于太陽能熱利用技術(shù)，再利用熱能進行發(fā)電的稱為太陽能熱發(fā)電，也屬于這一技術(shù)領域；通過轉(zhuǎn)換設備把太陽輻射能轉(zhuǎn)換成電能利用的屬于太陽能光發(fā)電技術(shù)，光電轉(zhuǎn)換裝置通常是利用半導體器件的光伏效應原理進行光電轉(zhuǎn)換的，因此又稱為太陽能光伏技術(shù)。太陽能發(fā)電過程中不產(chǎn)生污染和有害排放，清潔環(huán)保。所以，太陽能發(fā)電是目前和今后非常理想的方式，可以非常好地解決人類發(fā)展過程中能源利用與生態(tài)保護之間的長久矛盾。目前，我國及世界上規(guī)模較大的太陽能發(fā)電廠多是利用太陽能電池直接將太陽輻射轉(zhuǎn)換為電能，進行使用、儲存或輸送。太陽能電池主要由單晶硅、多晶硅、及摻入硼、鎵、 磷、砷的硅電池，種類多樣。在外形上，太陽能電池多為平板式，安裝在特定的支架上，目的是可以更有效的提高太陽能電池的單位面積發(fā)電量。但多數(shù)的太陽能發(fā)電廠占地面積較大，一經(jīng)安裝，土地就無法再同時進行其他使用。單一的太陽能利用使土地利用率低，且在夜間和陰雨天氣太陽能無法有效提供電力，這是大型太陽能發(fā)電場的弊端。風能是太陽能的次生綠色能源之一，并且全球風能儲量豐富，達到了 200億千瓦。 風能也是清潔、無污染的可再生資源，在化石能源日益匱乏的今天，風能的利用越來越受到世界各國的重視，并得到了快速高效的發(fā)展。截止到2010年底，我國風電累積裝機總量達 0. 46億千瓦，而且目前的主流風力發(fā)電機組為功率兆瓦級別，單機發(fā)電量大。我國的風力發(fā)電場多位于西北、內(nèi)蒙古、東北的沙漠、戈壁、草原，以及東部沿海灘涂地區(qū)和近海地區(qū)。這類地區(qū)一是風力資源豐富，二是比較空曠，陽光資源也比較豐富。為安全考慮，風力發(fā)電機組單機占地面積較大。如果只利用風能，單位面積土地上能源利用率就較低；并且遇到無風或風大的天氣，風力發(fā)電機組就會停機，不能發(fā)電。考慮到大型太陽能發(fā)電場和風能發(fā)電場都會在特定的氣象條件下造成設備與土地閑置的缺點，大型化的風光互補綜合發(fā)電設備逐漸得到人們的關(guān)注。在我國的兆瓦級風光互補發(fā)電領域，還沒有相關(guān)的學術(shù)研究論文和專利報道，而關(guān)于小型化的發(fā)電設備的專利報道比較多。這類風光互補發(fā)電設備多通過在小型風力發(fā)電機頂端或立柱上安裝太陽能電池來實現(xiàn)，常見于城市照明等，并不能解決大型風場和太陽能電場的問題。近年來，有專利報道了較為新穎的風光互補發(fā)電方法和設備，即風力發(fā)電機組風輪或葉片外表面貼一層或鍍一層太陽能電池，實現(xiàn)綜合發(fā)電。如專利CN 101949360A、 CN 102094762A、CN 201679640U、CN 201650585U等提到的垂直軸風力發(fā)電機組，專利CN 2017^349U提到的水平軸風力發(fā)電機組。以上專利均未提到風電葉片與太陽能電池一體化的具體實施過程，且所提到的設計在兆瓦級風力發(fā)電機組上應用還有一定的困難，如太陽能電池板的選擇、在兆瓦級葉片上哪些區(qū)域安裝、如何安裝以及服役過程中太陽能電池板和葉片的維護、維修等。但以上專利為設計具有光伏發(fā)電功能的兆瓦級風力發(fā)電機組葉片提供了很好的啟發(fā)。因此，設計一種經(jīng)濟、高效、實用的具備光伏發(fā)電功能的兆瓦級風力發(fā)電機組葉片、實現(xiàn)太陽能與風能綜合利用顯得很有必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以光伏發(fā)電的兆瓦級風力發(fā)電機組葉片及制造方法，從而使兆瓦級風力發(fā)電機組葉片具備光伏發(fā)電功能，更好地使風能利用和太陽能利用結(jié)合與互補，提高能源利用率。為了實現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
本發(fā)明是一種可以光伏發(fā)電的兆瓦級風力發(fā)電機組葉片，特征在于葉片為兆瓦級風電葉片，表面積在150m2以上；通過膠粘劑在表面粘接安裝柔性太陽能電池薄膜；太陽能電池薄膜分塊拼裝，各塊之間互不影響，可獨立發(fā)電；每塊兒太陽能電池薄膜上連接有導線， 通過導線將太陽能電池產(chǎn)生的電流導入蓄電設備或電網(wǎng)。另外，柔性太陽能電池薄膜還能起到保護葉片免受環(huán)境老化的作用。目前，兆瓦級的風力發(fā)電機組葉片長度一般在35m以上，每支葉片表面積可達 150m2左右，以目前每套發(fā)電機組含3支葉片計算，表面積可達450m2左右。如果在表面安裝柔性太陽能電池薄膜，每套發(fā)電機組的太陽能發(fā)電面積至少可達400 m2，具備的發(fā)電能力相當可觀。本發(fā)明的一種可以光伏發(fā)電的兆瓦級風力發(fā)電機組葉片的制備方法為
1)、風力發(fā)電機組葉片經(jīng)半片灌注成型、合模粘接、膠粘劑固化后，成葉片粗坯；
2)、葉片粗坯前緣、后緣及根部的飛邊切割掉，并打磨光滑；
3)、葉片殼體前緣、后緣外表面合模區(qū)域需要加強的進行加強處理；
4)、葉片前緣、后緣補強后進行修型處理并達到良好氣動外形，并將葉片殼體表面進行打磨并成均勻的粗糙面；
5)、在葉片表面標示出需要安裝太陽能電池薄膜的區(qū)域；
6)、在太陽能電池安裝區(qū)域內(nèi)進行柔性太陽能電池安裝，安裝時，在長度方向上分段分區(qū)域進行；首先將需安裝的葉片殼體表面進行清理，無灰塵、油污等異物；在殼體表面均勻涂抹一層膠粘劑；將柔性太陽能電池薄膜的粘接面清理干凈，無灰塵、油污等異物；將柔性太陽能電池由葉片前緣到后緣以線接觸的方式鋪覆，確保粘接面內(nèi)無氣泡、鼓包、凹陷；在太陽能電池上施加一定壓力，并使膠粘劑固化；
7)、在葉片后緣、太陽能電池邊緣安裝一根主導線，導向根部，作用是將太陽能電池轉(zhuǎn)化的電流導向蓄電設備或電網(wǎng)；
8)、將太陽能電池的導線接入到葉片后緣的主導線上；9)、在葉片表面沒有太陽能電池的區(qū)域進行高分子涂料涂裝；
10)、在每塊兒太陽能電池薄膜接縫處、太陽能電池與涂層接縫處、太陽能電池與避雷接收器接縫處進行密封，防止雨水滲入到粘接面；
11)、如果太陽能電池表面無透明的保護膜，需在電池表面粘貼保護膜；如果太陽能電池表面有透明的保護膜，則不需要再另外貼保護膜。通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下的有益效果風力發(fā)電機組葉片可以同時進行風力發(fā)電和太陽能發(fā)電，也可單獨進行風力發(fā)電或太陽能發(fā)電，實現(xiàn)兆瓦級風力發(fā)電機組風光互補發(fā)電的目的，提高土地利用率。此方案設計的葉片生產(chǎn)簡便易行，柔性太陽能電池鋪覆區(qū)域設計合理，并且太陽能電池與葉片殼體維護與修補可分區(qū)域進行，不影響相鄰區(qū)域。另外，葉片因使用柔性太陽能電池薄膜而減少了涂料的使用量，避免了大量化工涂料涂裝造成的污染。


圖1為風力發(fā)電機組葉片外形示意圖。圖2為風力發(fā)電機組葉片安裝柔性太陽能電池薄膜區(qū)域示意圖。圖3為風力發(fā)電機組葉片剖面示意圖。圖中，1-葉片根部，2-葉片前緣，3-葉片后緣，4-葉片尖部，5-葉片表面安裝柔性太陽能電池區(qū)域，6-葉片殼體，7-膠粘劑層，8-柔性太陽能電池薄膜，9-表面保護膜，10-高分子涂層(無太陽能電池部分)，11"主導線。
具體實施例方式
結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例加以說明。1)、風力發(fā)電機組葉片經(jīng)半片灌注成型、合模粘接、膠粘劑固化后，成葉片粗坯；
2)、葉片粗坯前緣2、后緣3及根部1的飛邊切割掉，并打磨光滑；
3)、葉片殼體前緣2、后緣3外表面合模區(qū)域需要加強的進行加強處理；
4)、葉片前緣2、后緣3補強后進行修型處理并達到良好氣動外形，并將葉片殼體表面進行打磨并成均勻的粗糙面；
5)、在葉片表面(一面或兩面)標示出需要安裝太陽能電池薄膜的區(qū)域5。特別注意的是，根部1 一段距離內(nèi)因曲面較大，建議不安裝太陽能電池；葉片前緣2、后緣3因面積小并且曲面半徑小，建議不安裝太陽能電池；葉片尖部4因運轉(zhuǎn)時線速度較大，受磨耗較嚴重， 且有的風場運營業(yè)主需要在葉片尖部4涂裝紅色航空警示漆，建議不安裝太陽能電池；
6)、在太陽能電池安裝區(qū)域內(nèi)進行柔性太陽能電池安裝，安裝時，在長度方向上分段分區(qū)域進行。首先將需安裝的葉片殼體表面6進行清理，無灰塵、油污等異物；在殼體表面6 均勻涂膜一層膠粘劑7 ；將柔性太陽能電池薄膜8的粘接面清理干凈，無灰塵、油污等異物； 將柔性太陽能電池8由葉片前緣到后緣以線接觸的方式鋪覆，確保粘接面內(nèi)無氣泡、鼓包、 凹陷等；在太陽能電池上施加一定壓力，并使膠粘劑固化，施加壓力方式可采用真空袋、熱
in衣寸。7)、在葉片后緣3、太陽能電池邊緣安裝一根主導線11，導向根部，作用是將太陽能電池轉(zhuǎn)化的電流導向蓄電設備或電網(wǎng)。
8)、將太陽能電池的導線接入到葉片后緣的主導線11上。9)、在葉片表面沒有太陽能電池的區(qū)域進行高分子涂料涂裝，如葉片根部1、葉片前緣2、葉片后緣3、葉片尖部4。10)、在每塊兒太陽能電池薄膜接縫處、太陽能電池與涂層接縫處、太陽能電池與避雷接收器接縫處進行密封，防止雨水滲入到粘接面。11)、如果太陽能電池表面無透明的保護膜，需在電池表面粘貼保護膜；如果太陽能電池表面有透明的保護膜，則不需要再另外貼保護膜。
權(quán)利要求
1.一種可以光伏發(fā)電的兆瓦級風力發(fā)電機組葉片，其特征是葉片為兆瓦級風電葉片，表面積在150m2以上；通過膠粘劑在表面粘接安裝柔性太陽能電池薄膜；太陽能電池薄膜分塊拼裝，各塊之間互不影響，可獨立發(fā)電；每塊兒太陽能電池薄膜上連接有導線，通過導線將太陽能電池產(chǎn)生的電流導入蓄電設備或電網(wǎng)。
2.—種權(quán)利要求1所述可以光伏發(fā)電的兆瓦級風力發(fā)電機組葉片的制備方法，制備方法包括1)、風力發(fā)電機組葉片經(jīng)半片灌注成型、合模粘接、膠粘劑固化后，成葉片粗坯；2)、葉片粗坯前緣、后緣及根部的飛邊切割掉，并打磨光滑；3)、葉片殼體前緣、后緣外表面合模區(qū)域需要加強的進行加強處理；4)、葉片前緣、后緣補強后進行修型處理并達到良好氣動外形，并將葉片殼體表面進行打磨并成均勻的粗糙面；5)、在葉片表面標示出需要安裝太陽能電池薄膜的區(qū)域；6)、在太陽能電池安裝區(qū)域內(nèi)進行柔性太陽能電池安裝，安裝時，在長度方向上分段分區(qū)域進行，首先將需安裝的葉片殼體表面進行清理，無灰塵、油污等異物；在殼體表面均勻涂抹一層膠粘劑，將柔性太陽能電池薄膜的粘接面清理干凈，無灰塵、油污等異物；將柔性太陽能電池；由葉片前緣到后緣以線接觸的方式鋪覆，確保粘接面內(nèi)無氣泡、鼓包、凹陷； 在太陽能電池上施加一定壓力，并使膠粘劑固化；7)、在葉片后緣、太陽能電池邊緣安裝一根主導線，導向根部，作用是將太陽能電池轉(zhuǎn)化的電流導向蓄電設備或電網(wǎng)；8)、將太陽能電池的導線連接到葉片后緣的主導線上；9)、在葉片表面沒有太陽能電池的區(qū)域進行高分子涂料涂裝；10)、在每塊兒太陽能電池薄膜接縫處、太陽能電池與涂層接縫處、太陽能電池與避雷接收器接縫處進行密封，防止雨水滲入到粘接面；11)、如果太陽能電池表面無透明的保護膜，需在電池表面粘貼保護膜；如果太陽能電池表面有透明的保護膜，則不需要再另外貼保護膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可以光伏發(fā)電的兆瓦級風力發(fā)電機組葉片及制法，葉片為兆瓦級風電葉片，表面積在150m2以上；通過膠粘劑在表面粘接安裝有柔性太陽能電池薄膜；太陽能電池薄膜分塊拼裝，各塊之間互不影響，可獨立發(fā)電；每塊兒太陽能電池薄膜上連接有導線，通過導線將太陽能電池產(chǎn)生的電流導入蓄電設備或電網(wǎng)。風力發(fā)電機組葉片同時或單獨進行風力發(fā)電和太陽能發(fā)電，實現(xiàn)互補，提高土地利用率；生產(chǎn)簡便易行，柔性太陽能電池鋪覆區(qū)域設計合理，并且太陽能電池與葉片殼體維護與修補可分區(qū)域進行，不影響相鄰區(qū)域；另使用柔性太陽能電池薄膜而減少了涂料的使用量，避免了大量化工涂料涂裝造成的污染。
文檔編號B32B33/00GK102518565SQ20111035260
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者侯學杰, 劉輝, 史俊虎, 黎華 申請人:洛陽雙瑞風電葉片有限公司