In der frühen Entwicklungsphase von Windkraftblättern gibt es aufgrund der kleinen Blätter Holzblätter, Blätter mit Stoffhaut, Blätter mit Stahlträger und Glasfasern, Blätter aus Aluminiumlegierung usw. Da sich die Blätter in Richtung großer Maßstabsentwicklung haben Verbundwerkstoffe nach und nach andere Materialien ersetzt. Das einzige verfügbare Material für große Klingen.
Einer der Vorteile von Verbundwerkstoffen, die andere Einzelmaterialien nicht erreichen können, ist ihre Designfähigkeit. Durch Anpassen der Richtung der Einzelschicht kann die erforderliche Festigkeit und Steifigkeit in dieser Richtung erreicht werden. Noch wichtiger ist, dass die Anisotropie von Materialien verwendet werden kann, um die verschiedenen Verformungsformen der Struktur zu koppeln. Aufgrund der Biege- und Torsionskopplung wird die Struktur beispielsweise verdreht, wenn nur das Biegemoment aufgebracht wird.
In der Vergangenheit bereitete der Querschnittskopplungseffekt der Schaufel den Konstrukteuren Kopfzerbrechen, und die Konstruktionsingenieure versuchten mit allen Mitteln, das Kopplungsphänomen zu beseitigen. Aber in der Luftfahrt begann man, die Biege-Torsions-Kopplung und den Zug-Scher-Kopplungseffekt von Verbundmaterialien zu nutzen, um die Leistung des Flügels zu verbessern. Am Blatt steuert das Konstruktionskonzept der Induzierung von Biege- und Torsionskopplung die aeroelastische Verformung des Blattes, die die aeroelastische Anpassung ist. Durch den aeroelastischen Schnitt wird die Ermüdungsbelastung der Klinge reduziert und die Leistungsabgabe optimiert.
Glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) ist der am häufigsten verwendete Verbundwerkstoff für moderne Lüfterblätter. Mit seinem niedrigen Preis und seiner hervorragenden Leistung nimmt FRP die dominierende Position bei den Materialien für große Lüfterflügel ein. Wenn die Rotorblätter jedoch allmählich größer werden, hat der Durchmesser des Windrads 120 m überschritten, das längste Rotorblatt 61,5 m und das Gewicht des Rotorblatts 18 t erreicht. Dies stellt höhere Anforderungen an die Festigkeit und Steifigkeit des Materials. Vollglasfaserverstärkte Kunststoffblätter können die Anforderungen an großformatige und leichte Blätter nicht mehr erfüllen. Kohlefaser oder andere hochfeste Fasern werden dann auf den lokalen Bereich des Blattes aufgebracht, wie zum Beispiel NEGMiconNM82,40m lange Blätter, LM61,5m lange Blätter verwenden alle Kohlefasern in Bereichen mit hoher Belastung. Mit der Zunahme der Rotorblätter wurde die Steifigkeit immer wichtiger und wurde zum Schlüssel für das Design einer neuen Generation von Rotorblättern der MW-Klasse.
Die Verwendung von Kohlefaser hat die Steifigkeit der Rotorblätter von Windkraftanlagen stark verbessert, aber nicht das Eigengewicht erhöht. Vestas verwendet Kohlefaser für den Hauptträger der Blätter der 44-m-Serie für das Modell V903.OMW. Das Gewicht des Blattes beträgt nur 6 t, was dem Gewicht des V802MW, 39 m Blatts entspricht. Forschungsberichte in den USA und Europa haben gezeigt, dass das tragende Glasfaserlaminat mit Kohlefaser eine sehr effektive Alternative zu Rotorblättern der MW-Klasse ist. In dem von der EC geförderten Forschungsprojekt wird darauf hingewiesen, dass die Verwendung von Kohlefaser in den Rotorblättern der Windkraftanlage mit 120 m Durchmesser das Gesamteigengewicht effektiv um 38 % und die Konstruktionskosten um 14 % reduzieren kann. Kohlefaser ist jedoch teuer, was ihre Verwendung auf Lüfterblättern stark einschränkt.
Noch heute konzentriert sich die Kohlefaserindustrie auf die Entwicklung von Leichtbau, guter Struktur und thermischen Eigenschaften mit hohem Mehrwert für Luftfahrtanwendungen. Viele Forscher sagen jedoch mutig voraus, dass die Verwendung von Kohlefasern allmählich zunehmen wird. Die Wirtschaftlichkeit der Windenergie hängt von der Art und Weise ab, wie Carbonfasern verwendet werden. Sollen in Zukunft viele Glasfasern ersetzt werden, sind niedrige Preise notwendig, um konkurrenzfähig zu sein.