专利名称：一种可以光伏发电的兆瓦级风力发电机组叶片及制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风力发电技术，特别是一种可以光伏发电的兆瓦级风力发电机组叶片及制法。
背景技术：
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。太阳能蕴量巨大，可以说是取之不尽、用之不竭。太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。通过转换设备把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换设备把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称为太阳能光伏技术。太阳能发电过程中不产生污染和有害排放，清洁环保。所以，太阳能发电是目前和今后非常理想的方式，可以非常好地解决人类发展过程中能源利用与生态保护之间的长久矛盾。目前，我国及世界上规模较大的太阳能发电厂多是利用太阳能电池直接将太阳辐射转换为电能，进行使用、储存或输送。太阳能电池主要由单晶硅、多晶硅、及掺入硼、镓、 磷、砷的硅电池，种类多样。在外形上，太阳能电池多为平板式，安装在特定的支架上，目的是可以更有效的提高太阳能电池的单位面积发电量。但多数的太阳能发电厂占地面积较大，一经安装，土地就无法再同时进行其他使用。单一的太阳能利用使土地利用率低，且在夜间和阴雨天气太阳能无法有效提供电力，这是大型太阳能发电场的弊端。风能是太阳能的次生绿色能源之一，并且全球风能储量丰富，达到了 200亿千瓦。 风能也是清洁、无污染的可再生资源，在化石能源日益匮乏的今天，风能的利用越来越受到世界各国的重视，并得到了快速高效的发展。截止到2010年底，我国风电累积装机总量达 0. 46亿千瓦，而且目前的主流风力发电机组为功率兆瓦级别，单机发电量大。我国的风力发电场多位于西北、内蒙古、东北的沙漠、戈壁、草原，以及东部沿海滩涂地区和近海地区。这类地区一是风力资源丰富，二是比较空旷，阳光资源也比较丰富。为安全考虑，风力发电机组单机占地面积较大。如果只利用风能，单位面积土地上能源利用率就较低；并且遇到无风或风大的天气，风力发电机组就会停机，不能发电。考虑到大型太阳能发电场和风能发电场都会在特定的气象条件下造成设备与土地闲置的缺点，大型化的风光互补综合发电设备逐渐得到人们的关注。在我国的兆瓦级风光互补发电领域，还没有相关的学术研究论文和专利报道，而关于小型化的发电设备的专利报道比较多。这类风光互补发电设备多通过在小型风力发电机顶端或立柱上安装太阳能电池来实现，常见于城市照明等，并不能解决大型风场和太阳能电场的问题。近年来，有专利报道了较为新颖的风光互补发电方法和设备，即风力发电机组风轮或叶片外表面贴一层或镀一层太阳能电池，实现综合发电。如专利CN 101949360A、 CN 102094762A、CN 201679640U、CN 201650585U等提到的垂直轴风力发电机组，专利CN 2017^349U提到的水平轴风力发电机组。以上专利均未提到风电叶片与太阳能电池一体化的具体实施过程，且所提到的设计在兆瓦级风力发电机组上应用还有一定的困难，如太阳能电池板的选择、在兆瓦级叶片上哪些区域安装、如何安装以及服役过程中太阳能电池板和叶片的维护、维修等。但以上专利为设计具有光伏发电功能的兆瓦级风力发电机组叶片提供了很好的启发。因此，设计一种经济、高效、实用的具备光伏发电功能的兆瓦级风力发电机组叶片、实现太阳能与风能综合利用显得很有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以光伏发电的兆瓦级风力发电机组叶片及制造方法，从而使兆瓦级风力发电机组叶片具备光伏发电功能，更好地使风能利用和太阳能利用结合与互补，提高能源利用率。为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案
本发明是一种可以光伏发电的兆瓦级风力发电机组叶片，特征在于叶片为兆瓦级风电叶片，表面积在150m2以上；通过胶粘剂在表面粘接安装柔性太阳能电池薄膜；太阳能电池薄膜分块拼装，各块之间互不影响，可独立发电；每块儿太阳能电池薄膜上连接有导线， 通过导线将太阳能电池产生的电流导入蓄电设备或电网。另外，柔性太阳能电池薄膜还能起到保护叶片免受环境老化的作用。目前，兆瓦级的风力发电机组叶片长度一般在35m以上，每支叶片表面积可达 150m2左右，以目前每套发电机组含3支叶片计算，表面积可达450m2左右。如果在表面安装柔性太阳能电池薄膜，每套发电机组的太阳能发电面积至少可达400 m2，具备的发电能力相当可观。本发明的一种可以光伏发电的兆瓦级风力发电机组叶片的制备方法为
1)、风力发电机组叶片经半片灌注成型、合模粘接、胶粘剂固化后，成叶片粗坯；
2)、叶片粗坯前缘、后缘及根部的飞边切割掉，并打磨光滑；
3)、叶片壳体前缘、后缘外表面合模区域需要加强的进行加强处理；
4)、叶片前缘、后缘补强后进行修型处理并达到良好气动外形，并将叶片壳体表面进行打磨并成均勻的粗糙面；
5)、在叶片表面标示出需要安装太阳能电池薄膜的区域；
6)、在太阳能电池安装区域内进行柔性太阳能电池安装，安装时，在长度方向上分段分区域进行；首先将需安装的叶片壳体表面进行清理，无灰尘、油污等异物；在壳体表面均勻涂抹一层胶粘剂；将柔性太阳能电池薄膜的粘接面清理干净，无灰尘、油污等异物；将柔性太阳能电池由叶片前缘到后缘以线接触的方式铺覆，确保粘接面内无气泡、鼓包、凹陷；在太阳能电池上施加一定压力，并使胶粘剂固化；
7)、在叶片后缘、太阳能电池边缘安装一根主导线，导向根部，作用是将太阳能电池转化的电流导向蓄电设备或电网；
8)、将太阳能电池的导线接入到叶片后缘的主导线上；9)、在叶片表面没有太阳能电池的区域进行高分子涂料涂装；
10)、在每块儿太阳能电池薄膜接缝处、太阳能电池与涂层接缝处、太阳能电池与避雷接收器接缝处进行密封，防止雨水渗入到粘接面；
11)、如果太阳能电池表面无透明的保护膜，需在电池表面粘贴保护膜；如果太阳能电池表面有透明的保护膜，则不需要再另外贴保护膜。通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果风力发电机组叶片可以同时进行风力发电和太阳能发电，也可单独进行风力发电或太阳能发电，实现兆瓦级风力发电机组风光互补发电的目的，提高土地利用率。此方案设计的叶片生产简便易行，柔性太阳能电池铺覆区域设计合理，并且太阳能电池与叶片壳体维护与修补可分区域进行，不影响相邻区域。另外，叶片因使用柔性太阳能电池薄膜而减少了涂料的使用量，避免了大量化工涂料涂装造成的污染。
图1为风力发电机组叶片外形示意图。图2为风力发电机组叶片安装柔性太阳能电池薄膜区域示意图。图3为风力发电机组叶片剖面示意图。图中，1-叶片根部，2-叶片前缘，3-叶片后缘，4-叶片尖部，5-叶片表面安装柔性太阳能电池区域，6-叶片壳体，7-胶粘剂层，8-柔性太阳能电池薄膜，9-表面保护膜，10-高分子涂层(无太阳能电池部分)，11"主导线。
具体实施例方式
结合附图对本发明的实施例加以说明。1)、风力发电机组叶片经半片灌注成型、合模粘接、胶粘剂固化后，成叶片粗坯；
2)、叶片粗坯前缘2、后缘3及根部1的飞边切割掉，并打磨光滑；
3)、叶片壳体前缘2、后缘3外表面合模区域需要加强的进行加强处理；
4)、叶片前缘2、后缘3补强后进行修型处理并达到良好气动外形，并将叶片壳体表面进行打磨并成均勻的粗糙面；
5)、在叶片表面(一面或两面)标示出需要安装太阳能电池薄膜的区域5。特别注意的是，根部1 一段距离内因曲面较大，建议不安装太阳能电池；叶片前缘2、后缘3因面积小并且曲面半径小，建议不安装太阳能电池；叶片尖部4因运转时线速度较大，受磨耗较严重， 且有的风场运营业主需要在叶片尖部4涂装红色航空警示漆，建议不安装太阳能电池；
6)、在太阳能电池安装区域内进行柔性太阳能电池安装，安装时，在长度方向上分段分区域进行。首先将需安装的叶片壳体表面6进行清理，无灰尘、油污等异物；在壳体表面6 均勻涂膜一层胶粘剂7 ；将柔性太阳能电池薄膜8的粘接面清理干净，无灰尘、油污等异物； 将柔性太阳能电池8由叶片前缘到后缘以线接触的方式铺覆，确保粘接面内无气泡、鼓包、 凹陷等；在太阳能电池上施加一定压力，并使胶粘剂固化，施加压力方式可采用真空袋、热
in衣寸。7)、在叶片后缘3、太阳能电池边缘安装一根主导线11，导向根部，作用是将太阳能电池转化的电流导向蓄电设备或电网。
8)、将太阳能电池的导线接入到叶片后缘的主导线11上。9)、在叶片表面没有太阳能电池的区域进行高分子涂料涂装，如叶片根部1、叶片前缘2、叶片后缘3、叶片尖部4。10)、在每块儿太阳能电池薄膜接缝处、太阳能电池与涂层接缝处、太阳能电池与避雷接收器接缝处进行密封，防止雨水渗入到粘接面。11)、如果太阳能电池表面无透明的保护膜，需在电池表面粘贴保护膜；如果太阳能电池表面有透明的保护膜，则不需要再另外贴保护膜。
权利要求
1.一种可以光伏发电的兆瓦级风力发电机组叶片，其特征是叶片为兆瓦级风电叶片，表面积在150m2以上；通过胶粘剂在表面粘接安装柔性太阳能电池薄膜；太阳能电池薄膜分块拼装，各块之间互不影响，可独立发电；每块儿太阳能电池薄膜上连接有导线，通过导线将太阳能电池产生的电流导入蓄电设备或电网。
2.—种权利要求1所述可以光伏发电的兆瓦级风力发电机组叶片的制备方法，制备方法包括1)、风力发电机组叶片经半片灌注成型、合模粘接、胶粘剂固化后，成叶片粗坯；2)、叶片粗坯前缘、后缘及根部的飞边切割掉，并打磨光滑；3)、叶片壳体前缘、后缘外表面合模区域需要加强的进行加强处理；4)、叶片前缘、后缘补强后进行修型处理并达到良好气动外形，并将叶片壳体表面进行打磨并成均勻的粗糙面；5)、在叶片表面标示出需要安装太阳能电池薄膜的区域；6)、在太阳能电池安装区域内进行柔性太阳能电池安装，安装时，在长度方向上分段分区域进行，首先将需安装的叶片壳体表面进行清理，无灰尘、油污等异物；在壳体表面均勻涂抹一层胶粘剂，将柔性太阳能电池薄膜的粘接面清理干净，无灰尘、油污等异物；将柔性太阳能电池；由叶片前缘到后缘以线接触的方式铺覆，确保粘接面内无气泡、鼓包、凹陷； 在太阳能电池上施加一定压力，并使胶粘剂固化；7)、在叶片后缘、太阳能电池边缘安装一根主导线，导向根部，作用是将太阳能电池转化的电流导向蓄电设备或电网；8)、将太阳能电池的导线连接到叶片后缘的主导线上；9)、在叶片表面没有太阳能电池的区域进行高分子涂料涂装；10)、在每块儿太阳能电池薄膜接缝处、太阳能电池与涂层接缝处、太阳能电池与避雷接收器接缝处进行密封，防止雨水渗入到粘接面；11)、如果太阳能电池表面无透明的保护膜，需在电池表面粘贴保护膜；如果太阳能电池表面有透明的保护膜，则不需要再另外贴保护膜。
全文摘要
本发明涉及一种可以光伏发电的兆瓦级风力发电机组叶片及制法，叶片为兆瓦级风电叶片，表面积在150m2以上；通过胶粘剂在表面粘接安装有柔性太阳能电池薄膜；太阳能电池薄膜分块拼装，各块之间互不影响，可独立发电；每块儿太阳能电池薄膜上连接有导线，通过导线将太阳能电池产生的电流导入蓄电设备或电网。风力发电机组叶片同时或单独进行风力发电和太阳能发电，实现互补，提高土地利用率；生产简便易行，柔性太阳能电池铺覆区域设计合理，并且太阳能电池与叶片壳体维护与修补可分区域进行，不影响相邻区域；另使用柔性太阳能电池薄膜而减少了涂料的使用量，避免了大量化工涂料涂装造成的污染。
文档编号B32B33/00GK102518565SQ20111035260
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者侯学杰, 刘辉, 史俊虎, 黎华 申请人:洛阳双瑞风电叶片有限公司