復合材料在風力發(fā)電中的應用主要是轉(zhuǎn)子葉片、機艙罩和整流罩的制造。相對而言，機艙罩和整流罩的技術門檻較低，生產(chǎn)開發(fā)難度較小。而風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子葉片則是風力發(fā)電機組的關鍵部件之一，其設計、材料和工藝決定風力發(fā)電裝置的性能和功率。在風力發(fā)電機興起100多年的歷史里，葉片材料經(jīng)歷了木制葉片、布蒙皮葉片、鋁合金葉片等。隨著聯(lián)網(wǎng)型風力發(fā)電機的出現(xiàn)，風力發(fā)電進入高速發(fā)展時期，傳統(tǒng)材料的葉片在日益大型化的風力發(fā)電機上使用時某些性能已達不到要求，于是具有高比強度的復合材料葉片發(fā)展起來?，F(xiàn)在，幾乎所有的商業(yè)級葉片均采用復合材料為主體制造，風電葉片已成為復合材料的重要應用領域之一。
    采用復合材料葉片主要有以下優(yōu)點：①輕質(zhì)高強、剛度好。眾所周知復合材料性能具有可設計性，可根據(jù)葉片受力特點設計強度與剛度，從而減輕葉片重量；②葉片設計壽命按20年計，則其要經(jīng)受10(8次方)周次以上的疲勞交變，因此材料的疲勞性能要好。復合材料缺口敏感性低，內(nèi)阻尼大，抗震性能好，疲勞強度高；③風力機安裝在戶外，近年來又大力發(fā)展海上風電場，要受到酸、堿、水汽等各種氣候環(huán)境的影響，復合材料葉片耐候性好，可滿足使用要求；④維護方便。復合材料葉片除了每隔若干年在葉片表面進行涂漆等工作外，一般不需要大的維修。
3.1 材 料
    風力發(fā)電機葉片是一個復合材料制成的薄殼結(jié)構(gòu)，一般由根部、外殼和加強筋或主梁三部分組成，復合材料在整個風電葉片中的重量一般占到90%以上。
    目前商品化的大型風力機葉片大多采用玻璃纖維復合材料（GRP）。長度大于40m的葉片可采用碳／?；祀s復合材料，但由于碳纖維的價格，未能推廣應用。GRP葉片有以下特點：①可根據(jù)風力機葉片的受力特點設計強度與剛度。風力機葉片主要是縱向受力，即氣動彎曲和離心力，氣動彎曲荷載比離心力大得多，由剪切與扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪應力不大。復合材料由于主要承力組分是纖維，可將纖維主要鋪放在葉片的縱向，這樣就可減輕葉片的重量；②翼型容易成型，并達到最大氣動效率。為了達到最佳氣動效果，葉片具有復雜的氣動外形。在風輪的不同半徑處，葉片的弦長、厚度、扭角和翼型都是不同的，如用金屬制造十分困難。GRP葉片可實現(xiàn)批量生產(chǎn)；③葉片使用20年，要經(jīng)受10（8次方） 次以上疲勞交變，因此材料的疲勞性能要好。GRP疲勞強度較高，缺口敏感性低，內(nèi)阻尼大，抗震性能較好，是制作葉片的理想材料；④GRP耐腐蝕性好。風力機安裝在戶外，近年來又大力發(fā)展離岸風電場，風力機安裝在海上，風力機組及葉片要受到各種氣候環(huán)境的影響。它應具有耐酸、堿、水汽的性能。