I det tidiga stadiet av utvecklingen av vindkraftsblad, på grund av de små bladen, finns det träblad, tygskinnade blad, stålbalkade glasfiberskinnade blad, aluminiumlegeringsblad, etc. När bladen utvecklas i riktning mot stora- skalautveckling har kompositmaterial successivt ersatt andra material. Det enda materialet som är tillgängligt för stora blad.
En av fördelarna med kompositmaterial som andra enskilda material inte kan matcha är dess designbarhet. Genom att justera riktningen för det enda lagret kan den erforderliga hållfastheten och styvheten i denna riktning uppnås. Ännu viktigare är att anisotropin av material kan användas för att koppla ihop strukturens olika deformationsformer. Till exempel, på grund av böjnings- och torsionskopplingen, vrids strukturen när endast böjningsmomentet appliceras.
Tidigare var bladets tvärsnittskoppling en huvudvärk för designers, och konstruktionstekniken försökte alla sätt att eliminera kopplingsfenomenet. Men inom flygfältet började människor använda böj-torsionskoppling och spänningskopplingseffekt av kompositmaterial för att förbättra vingens prestanda. På bladet styr designkonceptet för att inducera böjning och vridningskoppling bladets aeroelastiska deformation, vilket är den aeroelastiska skräddningen. Genom aeroelastisk skärning minskar trötthetsbelastningen på bladet och effekteffekten optimeras.
Glasfiberarmerad plast (FRP) är det vanligaste kompositmaterialet för moderna fläktblad. Med sitt låga pris och utmärkta prestanda intar FRP den dominerande ställningen för stora fläktbladsmaterial. Men när bladen gradvis blir större har vindhjulets diameter överskridit 120 m, det längsta bladet har nått 61,5 m och bladets vikt har nått 18t. Detta ställer strängare krav på materialets hållfasthet och styvhet. Blad av glasfiberarmerad plast kan inte längre uppfylla kraven för stora och lätta blad. Kolfiber eller andra höghållfasta fibrer appliceras sedan på bladets lokala område, såsom NEGMiconNM82.40m långa blad, LM61.5m långa blad använder alla kolfiber i områden med hög belastning. I takt med att knivarna ökar har styvheten gradvis blivit viktig och har blivit nyckeln till designen av en ny generation blad i MW-klass.
Användningen av kolfiber har kraftigt förbättrat styvheten hos vindkraftsblad, men har inte ökat sin egen vikt. Vestas använder kolfiber på helljuset i 44m -serien blad för V903.OMW -modellen. Bladets vikt är bara 6t, vilket är samma som vikten på V802MW, 39m blad. Forskningsrapporter i USA och Europa påpekade att det bärande glasfiberlaminatet som innehåller kolfiber är ett mycket effektivt alternativ till blad i MW-klass. I det forskningsprojekt som finansieras av EC påpekas att användningen av kolfiber i vindkraftverkets 120 m diameter kan effektivt minska den totala egenvikten med 38% och minska konstruktionskostnaden med 14%. Kolfiber är dock dyrt, vilket i hög grad begränsar dess användning på fläktblad.
Idag fokuserar kolfiberindustrin fortfarande på utvecklingen av lätta, goda strukturer och termiska egenskaper med högt mervärde för luftfartsapplikationer. Många forskare förutser dock djärvt att tillämpningen av kolfiber gradvis kommer att öka. Vindkraftens kostnadseffektivitet beror på hur kolfiber används. Om ett stort antal glasfibrer ska bytas ut i framtiden krävs låga priser för att vara konkurrenskraftiga.
